系統科學的概念范文

導語：如何才能寫好一篇系統科學的概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞： 光學科學前概念 成因 教學策略

概念是知識的細胞，是個體認識和理解外部世界的起點。進入現代以后，科學技術迅猛發展，科學知識不斷膨脹，這就使得作為科學知識基本單元及整個科學知識體系的基本組成單位的科學概念的教學變得極為重要。有效地理解和掌握科學概念可以幫助學生更深刻地認識各種自然現象的本質特征，掌握事物之間的內在關系，進而達到領會自然規律的目的。因此，可以說，科學概念的學習是整個科學學習的基礎和關鍵。

隨著近年來人們對概念教學研究的不斷深入，兒童的科學前概念受到越來越多人的關注。研究發現，兒童在進入學校接受正規教育前，對一些科學概念和現象已經有了自己的觀點和解釋，而學校教育需要考慮學生的這些前概念，并對其進行有效的肯定、擴展或糾正。光是兒童生活中經常接觸到的一類事物，本文以光學中兒童存在的科學前概念為例，討論了兒童前概念形成的原因，并針對這些成因，提出了相應的教學策略。

一、兒童生活中的光學前概念

兒童生活中的科學前概念涉及兒童生活的各個方面，有關于生物學的，有關于地理學的，但其中人們研究較多的，并且已經取得一定成效的是兒童關于物理學方面的一些前概念，本文以其中光學部分的概念為例，進行前概念的討論。光，字典中解釋為“照耀在物體上能使視覺看見物體的那種物質”，對于物理學家來說，光是一種從光源發出的、在空間傳播的物質實體，它具有多種特性：在均勻介質中，光會以一定的速度沿直線傳播，當其在傳播過程中遇到物體時發生相互作用，產生反射或折射；如果沒有物質阻擋將一直傳播下去。以上這些都是經檢驗的科學知識，但兒童是如何看待光的呢？他們是如何解釋生活中各種豐富多彩的光現象的呢？他們對光的特性是如何理解的？以下是我整理的兒童關于光的一些科學前概念。［1］在介紹這些前概念之前，首先對科學教育中的科學概念進行一個簡單的界定。在哲學上，概念是指對事物本質特征的反應。而科學教育中所指的概念除了一般的科學概念外，還包括大量的概念性知識，如“地球是球形的?！薄暗厍驀@太陽轉?！钡?。在此界定的基礎上，兒童在光學知識中存在的前概念如下：

1.將光等同于光源或光的作用效果，缺乏“光――空間中的實體”這一概念。并且只把強光看做是光，不引起強烈視覺刺激的光，他們往往將其忽略。具體體現為當你問兒童“光在哪里？”時，10―11歲的兒童的回答往往是指著燈或地上的光亮部分。

2.關于影子，兒童能注意到物體與影子間形狀上的相似，但把影子看做一種較弱的光。

3.關于光的運動，除非距離很遠，否則兒童無法理解光在空間中運動這一概念，總是用光源的運動或光的作用效果的運動來解釋光的運動問題。

4.關于光的路徑。直接把光看做直線光，而不認為光是沿直線傳播的。

5.透鏡問題。缺乏守恒的概念，因此，兒童認為放大鏡是將光進行了放大，而不是等效集中。

6.對反射的理解不全面，只接受鏡子的反射作用，而對其他物體也能進行反射作用持否定態度。

7.關于視覺。兒童認為眼睛能看到物體與是否有光射入眼中無關，僅與物體的顏色和距離有關。

面對兒童形成的這形形的前概念，教師的任務是將它們轉變為正確的科學概念，但這些轉變往往并不容易，因此我們需要了解兒童前概念的形成原因及過程，進而從根本上糾正兒童的錯誤思維，完成前概念的轉變。

二、科學前概念的形成原因

1.前概念的產生與兒童的個人生活經驗有關。

根據皮亞杰的認知學習理論，他將兒童的成長分為四個階段，在最初的感知運算階段，兒童主要是靠個人的感知覺能力來認識和了解這個世界的，他們依靠個人有限的所見所聞來解釋科學世界的各種現象和問題，雖然這些解釋在成人看來是不合理的，甚至是荒謬的，但是因為與兒童的直接經驗相吻合，因此會得到兒童的長時間的認可。

2.前概念的產生與兒童生活的環境和他們接觸到的人有關。

兒童除了從個人的生活經驗中獲得前概念，也可能從所生活的社會環境及周圍的人當中獲得一些前概念。在兒童的日常生活中，成人往往傾向于通過簡化科學概念來幫助兒童理解這個世界，而在簡化的過程中又往往會扭曲概念的本質含義，給兒童錯誤的認知。很多研究表明，教師是兒童前概念的一個重要來源，教師的錯誤闡述，對科學概念的不適當簡化等都會使學生產生錯誤的前概念概念。

3.前概念的產生與兒童的思維發展程度有關。

一切概念都是人腦對事物本質的反應，是在抽象概括的基礎上形成并用詞來標識的。因此，概念的形成離不開思維，思維是概念形成的內在因素，是概念形成的基礎。而兒童前概念的形成也是兒童自我思維加工的結果。

根據皮亞杰的兒童思維發展理論，他將兒童的思維發展分為了四個階段：感知運算階段、前運算階段（表象思維階段）、具體運算階段和形式運算階段。在感知運算階段，兒童主要依靠個人的感知覺器官來認識和了解世界，思維方式比較簡單，概念的形成過程基本不依靠思維。而在兒童2―7歲的前運算階段，兒童已經開始脫離物體，利用表象來進行思維，這一時期兒童開始運用思維來形成概念，在這些概念當中包括大量的科學前概念，在這一時期，兒童的思維活動具有以下特點：（1）相對具體性，即以表象思維為主，還不能進行抽象邏輯思維。（2）不可逆性，只能單向認識事物間的聯系，缺乏守恒概念。（3）自我中心，表現為兒童總是站在自己的角度來看待問題。正是因為處在此時期的兒童在思維上具有這些特點，所以在思考光源問題時才會傾向于將光源或光的作用效果這些與光有關的實在現象理解為光；因為缺乏守恒的概念，所以他們中的很多人才無法理解透鏡只是將等量的光匯聚在了一點；由于受自我中心的影響，兒童才會只把自己能意識到的強光看作是光，進而導致對反射的片面理解。

與皮亞杰相同，維果斯基在其著作中詳細分析了兒童的概括（即影響兒童概念形成的思維過程）能力的發展，并將其分為三個基本階段：含混思維、復合思維和概念思維。在含混思維形式的主導下，對兒童起重要作用的通常是直接的、偶然的、情境性的印象。在這一階段中，兒童的思維以自我為中心，兒童認識、理解、概括事物主要依靠知覺提示給他的主觀聯系，而不考慮事物的內在客觀聯系，因此這些聯系也往往是無條理的、甚至是矛盾的。這也很好地解釋了兒童前概念的形成過程。

綜上所述，我們可以發現，兒童前概念的形成，既受外部環境因素的影響，又是兒童內在的思維方式的作用的結果，并且內外部因素間還存在相互作用，外部環境為是思維內在運轉提供原料與素材，刺激內部思維的運作，而內部思維運轉產生的結果又需要得到外部環境的肯定，兒童的科學前概念正是在這種內外因的互動中形成的。外部環境提到的，兒童將光等同于燈或太陽，正是在這種內外因的互動中形成的。

三、針對概念轉變的教學

在對前概念的形成原因進行分析后，針對這些原因，教師就可以制定合理的方案進行概念轉變了，以下是在概念轉變教學中應注意的幾點問題。

1.了解兒童的科學前概念及其邏輯結構。

想要進行概念轉變，首先就要了解兒童存在哪些前概念，但是只是單單知道這些前概念是不夠的，還要弄清這些前概念間的邏輯關系。兒童的各種概念之間是彼此聯系的，一些復雜的概念往往是建立在簡單概念的基礎上的，而前概念亦然，因此教師要了解清楚兒童基礎的前概念，從這些基礎前概念入手，逐一進行概念轉變。在兒童的光學前概念中，正是由于兒童沒有形成“光――空間中的實體”這一概念，導致兒童對后面光的運動及反射等一系列概念的錯誤理解，因此，如果教師了解了這部分前概念間的邏輯結構，從光的定義為出發點開始教學，則必然順利地進行其它前概念的轉變。

2.創造適宜概念轉變的外部環境。

在原因分析中，我們可以清楚地看到，兒童的很多前概念都是外部環境直接灌輸的，因此，為了進行概念轉變，健康科學的外部環境是不可或缺的。年幼的兒童依靠個人經驗來認識世界，但外部世界中的很多現象會對兒童產生誤導，作為成年人，我們有義務對此進行指導?？紤]到兒童的年齡，我們可以將復雜的知識進行簡化，但這些經簡化的知識一定要是科學的、正確的。因此，教師要關注兒童提出的每一個問題，在回答時也要謹慎認真，用科學而簡單的方式幫助學生領悟知識，盡量避免不良外部環境對兒童的影響。

3.關注兒童思維的發展，通過轉變兒童的思維方式來進行概念轉變。

概念是思維的細胞，是思維運作的產物，想要徹底地解決兒童的前概念，就要從思維的角度出發，通過彌補兒童思維上的不足，來進行概念教學。如幫助兒童形成守恒的概念，學會多角度看問題，脫離自我中心的誤導，等等。思維是概念形成的本源，單純的概念轉變只能改變有限的概念，而真正的思維的補完，卻可以實現概念的批量轉變，并對兒童未來生活產生深遠影響。

科學前概念是兒童在學習科學知識時產生的不同于科學家的科學概念的一類特殊概念，其產生既受到兒童生活的外部環境影響，又受到兒童內部思維發展階段的制約，教師要充分地考慮到這兩方面的影響，制定符合兒童身心發展情況的概念轉變方案，還要對兒童的科學前概念有全面的把握，這樣才能事半功倍，順利進行兒童的概念轉變，最終幫助兒童形成科學的概念。

參考文獻：

［1］羅莎琳德?德賴弗等人主編.劉小玲譯.兒童的科學前概念.上海：上?？萍冀逃霭嫔?，2008.

［2］蔡鐵權.概念轉變的科學教學.北京：教育科學出版社，2009.

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【關鍵詞】系統系統科學

1系統科學的含義

1.1系統的定義

人們對系統所下的定義五花八門，具有代表性的如下：

有名的Webster辭典認為：所謂系統，①是有機體或組織起來的整體；②是形成某種結合整體的各種理性觀念和各種原理等的復合體；③是有規律性相互反應或相互依存的某種形態而構成的組合?；蛘撸孩偈亲裾展餐哪繕嘶蚣挠韫餐康牡?；②是由許多不同部分構成的復雜單體。其強調的是系統的整體性和目的性。

拉波波特認為系統概念有兩種基本的定義方式：數學的、分析的定義、直覺的、整體論的定義。

貝塔朗菲將系統定義為相互作用的諸元素的復合體。強調了多元性和相關性是系統概念最基本的規定性。

我國大多數學者認為系統是由相互聯系、相互依賴、相互制約、相互作用的事物和過程組織成的具有整體功能和綜合行為的統一體。

從系統的種種定義中；我們可以歸納出幾個要點：①系統總是由兩個以上相互聯系和彼此影響的部分構成的集合體；②系統總是具有一定的界限，既把系統與環境區分開來，又促使系統與環境不斷在進行能量、信息與物質的交換；⑧系統雖然是由相對獨立的各個部分組成的，但卻是具有一定功能和特性的有機整體。

1.2系統科學的基本概念與范疇

在系統科學中，系統與要素，結構與功能，系統與環境，輸入與輸出等幾對

概念是十分重要的，有學者稱之為系統科學基本范疇。

1．系統與要素。元素是系統的組成部分，在系統的元素中，有的不宜再作分

解的、且必不可少的部分，被稱為要素。系統與要素的關系是對立統一的，是相互聯系、彼此制約的，是可以相互轉化的。由于各個系統的大小和復雜程度不同，系統的元素也不一樣。明確了系統與要素的概念，可以確定系統的邊界和邊界內的成員。

2．結構與功能。系統的整體屬性還取決于要素間的各種各樣的關系即系統的

結構。而熵是描述復雜系統結構的一個物理量。社會系統作為一種特殊的內部由許多子系統組成的有組織的多層次的復雜系統，系統有多少個層次就至少需要多少組變量來描述．物理學對系統結構研究的銳利的武器之一就是熵的原理的提出，用熵來討論系統結構時，可以在原來概念的基礎上提出系統的層次及其狀態變量．揭示系統的演化。

3．系統與環境。系統作為一定的有組織的整體，總是相對獨立于一定的環境之中，每一系統都是時空上有限的存在。我們把系統之外并且影響系統存在與演化的各種集合體稱為系統的環境。環境是系統能夠存在的客觀依據，系統只有不斷地與環境進行能量、物質和信息的交換，才能維持自己的生存。人們認為，系統與環境具有交互響應。系統對外部環境做出的這種交互響應有兩種表現：一是特定響應，即系統對首先未能預料的事件的響應；另一是計劃響應，即對能預料的事件發生后的響應。

4．輸入與輸出。輸入與輸出是系統與外界存在的基本關系。通過輸入與輸出的分析可以很明確地劃分系統的邊界．外界環境給系統的輸入通過系統的處理和變換，必然會產生出一個輸出，再返回外界環境中。系統與環境之間的輸入和輸出的交互影響關系也是區分開放系統與封閉系統的一個基本標準。

2系統科學體系

學術界對系統論、系統科學、系統哲學和系統工程等存在著不同的認識，一般人的看法是：以一定的系統為研究對象，通過對特定系統的研究而形成的理論就是系統論，其中通過對系統的科學研究而形成的理論就是系統科學；通過對系統的哲學思考而形成的理論就是系統哲學；系統論的理論和技術在實際中的運用就是系統工程等。

我國最初接觸的系統理論是一般系統論即系統論、信息論和控制論，曾有人稱之為舊三論，因為隨后文出：現了耗散結構理論、突變理論、協同學和超循環理論等，現在人們講系統論或：系統科學一般是指這些理論的總和。

1．一般系統論。一般系統論的代表人物是奧地利生物學家貝塔朗菲，主要研究系統的普遍原理，以系統為中心概念，以整體性、有序性、層次性、動態性、開放性、目的性等為基本原則。貝塔朗菲認為一般系統論在未來科學中的作用，將類似于亞里士多德的邏輯學在古代科學中的作用。

2．耗散結構理論。比利時物理學家、化學家普利高津在1967年提出了耗散結構理論，即一個遠離平衡態的開放系統，在外在條件變化達到某一特定的閾值時，量變可以引起質變。系統在與外在環境發生交換過程中，能自動產生一種自組織現象，系統的各個部分能夠形成相互協同作用，通過能量的耗散和內部的非線性動力學機制形成和維持宏觀時空有序結構。普氏在熱力學基礎上提出總熵變公式，給開放系統理論初步提供了一種精確的數量描述。錢學森先生高度評價耗散結構理論“使一般系統論的有序結構穩定性有了嚴密的理論基礎”。

3．突變理論。法國數學家R．托姆為描述現實世界特別是形態發生問題中的突變現象而于20世紀60年代提出該理論。突變理論是一門有著系統研究背景的數學學科，在穩定性與不穩定性、連續性與間斷性、漸變與突變等辯證關系的論述上對豐富系統科學做出了較大貢獻。突變理論撇開不連續現象的具體特性，給突變形式以完備的分類；將結構穩定性與運動穩定性區別開來，運用了黑箱方法，在尚不知系統輸入如何影響其輸出的運行機制時，即系統運行是一個黑箱，可以根據輸入和輸出的具體情況來模擬黑箱內部結構。突變理論對我們研究社會現象能夠提供極富啟發意義的模型。

4．協同學。德國物理學家哈肯于1970年提出建立協同學問題，并在1975年建立起協同學的基本理論框架，現發展為自組織理論中一個富有特色的學派。協同學以開放系統為研究對象，既關注無序向有序的演化過程，也關注有序到混亂的演化規律，將有序與無序結合起來。協同學是一門綜合與協作的科學，與耗散結構理論相比，協同學擺脫了熱力學概念的束縛，采用了比較普適的概念和方法；與突變理論相比，它不限于有勢系統，能夠處理更廣泛的有序演化問題o

3系統科學的獨特性

3.1在原理層面上的獨特性

系統科學有自己獨特、有效的概念體系，這些概念為我們探索世界圖景提供了思考的路徑?，F在普遍意義上起指導作用的系統科學原理有整體性原理、有序性原理、反饋原理、自組織原理等。還有前面提到的穩定和靜止、熵等概念體系，這些概念具有廣泛的適應性，世界的大部分可以被概念化地描繪成等級體系。系統科學對傳統科學的革命性變革的意義之一在于，它打破了以往各門學科之間的界艱，溝通了各門學科間的聯系，使之成為具有綜合性、整體性和最優化的廣闊視野的大科學。

1.整體性原理。整體性是系統思想的靈魂，系統的整體功能不僅有各部分的功能，而且有由各部分相互聯系形成結構而產生的新功能。對客觀世界整體性的認識可追溯到古代的思想家們如亞里士多德、老子等的樸素的整體性思想。近代實驗科學的興起產生了近代科學整體觀。無論是自然界的演化還是人類的精神活動均構成一幅幅相互聯系彼此作用無窮無盡交織的圖景。系統科學的整體性原理與其他哲學整體論相比，有更為明確的內涵，如著名的“整體大于部分之和”。提出有組織的整體性是系統存在和演化的最基本的特性；突破了單質點科學哲學以“孤立性、絕對對稱性、單調性與線性疊加可還原性”作為整體的基本特征的藩籬，揭示了系統作為有組織整體的“非線性非平衡特征；開放性征；組織性征和層次性征”。運用漲落這一概念來揭示系統整體性演化的過程，賦予系統整體性新的內涵。

2．有序性原理。系統結構由低向高逐漸高移化，稱為有序。對于社會系統而言，只有開放、有漲落、遠離平衡態才可能形成有序結構。貝塔朗菲認為開放性是系統發生有序演化的必要條件。系統內部非線性的相關作用是系統有序之源，系統不斷地與外界發生各種聯系,敞開輸入和輸出的通道,擴大信息和能量交換的流量,降低熵值。只有保持開放性，系統才能成為活的組織，這是有序原理的真諦。

3．反饋性原理。在系統的邊界內存在著反饋回路，它是系統其本結構單元，決定了系統的動態行為。任何系統只有通過反饋回路，才能進行有效的控制。按輸出對輸入的影響。反饋可以分為兩類：輸出返回到輸入端后。能加強輸入的為正反饋---它使系統與目標狀態間的距離增加；使輸入減弱的為負反饋---它使系統與目標整體趨于吻合，能夠維持系統的穩定。在不同的時期．正反饋和負反饋都有存在的必要。

4．自組織原理。組織與自組織是協同學的中心課題，組織被認為：是在特定的外部干預下獲得其空間的、時間的或功能的結構；自組織則是系統內部在沒有外部的干預下獲得的結構。我國學者湛墾華認為，系統科學中基本的東西是非平衡自組織理論，離開了對自組織理論的把握就不能算是掌握了基本的系統哲學。系統的自組織性是系統科學中具有較強解釋能力的原理。通過系統自組織的五種基本形態---自組織、自同構、自復制、自催化和自反饋可揭示系統的演化過程。

3.2在技術層面上的獨特性

毫無疑問，系統科學能夠給實踐帶來很多有用的技術，其中系統工程可以說是系統科學在實踐中應用的總稱，盡管人們對系統工程有種種解釋，但并不妨礙系統工程的技術性質與應用價值。因為系統工程給人們最直觀的印象和解釋是傳統工程與系統觀點以及數學方法和計算技術的綜合體。系統工程作為系統科學中的應用領域是一個多階段的過程。一般認為系統工程包含以下幾個環節：

問題的提出---系統分析---系統綜合---系統優化---系統決策---系統設計---計劃實施---運行階段---更新階段。其中系統分析階段的原則基本上形成共識：①定量分析和定性分析相結合；②部分與整體相結合；③眼前利益與長遠利益相結合；④系統要素與外部環境相結合。

從20世紀30年代提出系統分析一詞以來，每一個年代對系統分析的概念解釋都有發展。系統分析是指系統觀念在解決復雜問題中的應用，從系統的觀點出發，對所研究的事物進行有目的的、有步驟的探索分析過程。系統分析能夠使人們對問題的認識更加清晰，特別有助于提高決策的科學化程度。系統分析的優越性在以下幾個方面已形成共識：①決策者能更充分地考慮面臨助各種不同選擇；②稀缺而昂貴的人力物力資源能夠得到更有效的利用；③能夠更好更省地達到目的；④能夠在有關資源合理分配、政策貫徹、目標設定、解決涉及牡會政治文化因素的問題等方面，加強決策能力。用系統的觀點考察事物，包含著兩個層面：一是內向描述，確定對象系統的組成要素及結構方式，并劃分出不同的層次；二是外向描述，把研究對象作為更大系統的組成部分，考察對象與環境中其他系統的關系，準確地確定它在環境大系統中的位置。

【參考文獻】

[1]錢學森：《論系統工程》，300頁，長沙，湖南科學技術出版社，1982。

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[關鍵字]系統科學；思想政治教育；方法論

“科學的研究方法是人類長期進行科學實踐的結晶，它是隨著人們對客觀世界的認識和實踐的不斷深化而充實、豐富、提高的，每當科學發展到一個新的階段總會伴隨著產生新的方法與之相適應，從而推動科學技術革命的飛速發展。”系統科學于20世紀40年代末崛起，以迅猛的速度發展，在60～70年代基本形成了由許多學科分支構成了學科群體。不僅如此，“系統及系統科學已經成為當代最具有綜合行的、最有價值的、最重要的基礎概念和科學?！庇懻撓到y科學在思想政治教育中的方法論價值問題，是新時期思想政治教育實踐發展的內在要求，也是社會對思想政治教育提出新要求的必然結果，很少涉及到方法論的范疇。本文就嘗試以葉瀾教授的《教育研究方法論初探》一書關于“系統科學在教育研究中的方法論價值”一部分為基礎，進一步探討系統科學在思想政治教育研究中的方法論價值問題。

1　提供當代思想政治教育研究對象觀的新視角

系統科學的首要貢獻在于它以復雜的開放系統為主要的研究對象，揭示復雜系統的結構、特征。

內部運作機制，系統與環境的相互作用原理及其在不同狀態下的特征，系統的演變與發展等一系列以往未被重視和深入研究過的重要問題，為人類的認識開辟了新的領域。對于復雜事物，系統科學在方法論上對“原子論”和“還原論”突破，使其沖出傳統思維方式的框架，形成了以“整體”為研究對象與廣闊的研究領域。這一突破對思想政治教育研究具有方法論價值。

“思想政治教育是教育者按照一定的社會要求，有目的、有計劃、有組織地對受教育者進行系統的影響，通過教育者和受教育者在實踐活動中的互動，把一定社會的政治準則、思想觀念、道德規范、法律規范和心理要求，內化為受教育者個體的素質的教育?！彼枷胝谓逃侨祟惿鐣l展到一定歷史階段的特殊的客觀存在的實踐活動，作為整個教育工作大系統的一個子系統，與其他并行系統之間有著密不可分的聯系，它既作為一個相對獨立的系統存在，又服從和服務于發展生產力的目的和功能，而且貫穿在其他系統之中，從而充分體現思想政治教育系統與環境系統的相關性。

思想政治教育是高等教育的重要組成部分，它是不同層次的各種因素相互作用構成的有機整體，是一個極為復雜而廣泛的系統。根據系統科學的觀點，我們知道系統是一個整體功能和屬性大于局部功能和屬性之和的有機動作集合體，因此，對于思想政治教育的研究，我們不能只停留在對它本身的研究，而是要把它看作是大系統中的子系統，子系統的母系統，全面的地把握思想政治教育的復雜性和相關性，最終把研究對象拓展到一個新的領域，就如同系統科學的新思路一樣，使當代的思想政治教育研究面臨著重新確定和拓展研究域的新問題，對于新的問題域，我們應該在整體的關聯中重新認識它。

2　提供從整體上研究思想政治教育內部結構的新思維原則

系統科學沒有為思想政治教育研究提供現成的新結論，但確實提供了從整體角度研究思想政治教育現象的新思維原則?！罢w性是系統科學方法論的基本出發點，它為人們從整體上研究客觀事物提供了有效方法。他們始終把研究對象作為一個整體來對待，認為世界上各種事物、過程不是孤立的雜亂無章的偶然堆積，而是一個合乎規律的、由各要素組成的有機整體；這些整體的性質與規律只存在于組成其各要素的相互聯系、相互作用之中；而且各組成部分的總和，不能反映整體的特征和活動方式?！币虼?，以“三論”為基礎的系統科學方法論所提供的方法突破了以前分析方法的局限性，它要求人們如實地把對象作為有機整體來考察，從整體與部分相互依賴、相互結合、相互制約的關系中揭示系統的特征和運動規律。系統內部動態相互作用關系的多樣性和復雜性遠遠超出傳統科學思維的局限性。

我國思想政治教育已經取得了一定成果，但是還存在不足。尤其是在對整體性原則的把握上。長期以來，思想政治教育的理論與實踐，曾經過于強調教育者在思想政治教育過程中的主導作用，而把大學生置于消極被動的地位，沒有足夠重視其主體地位，以致出現過分強調灌輸的片面傾向。我們在道理上是能夠接受整體性原則的，但是已成為潛意識的習慣思維方法，依然會不自然的遵循“還原論”的方法。

3　提供分析思想政治教育與環境關系的“結構與功能”新思維模式

復雜開放系統處于穩定狀態時，必須與環境進行信息、能量與物質交流，以維持自身的存在并發揮功能。系統科學中“結構――功能”的關系就成為一組新的范疇進入到人類的思維空間，成為人們研究、認識事物的一種工具。有關“黑箱”與“白箱”研究，最重要的是提供了一種新的間接研究教育影響在學生內部發生變化過程和機制的手段，也提供了同一教育影響可能產生不同效果的模擬研究手段，這對在微觀層次上研究教育活動承擔者雙方的互動機制具有重要的啟發意義。在人為系統的發展中，新的目的和功能要求的提出具有重要的先導作用和推動作用。

思想政治工作的對象是人與人之間的思想和行動的相互影響和相互作用。作為思想政治教育研究這樣一個人為的系統，從社會和學生的角度看，都以未來作為時間維度，以發展作為目標，任何一個既成的教育事實都不可避免地與價值追求和選擇相關。我們都知道，思想政治教育的目標是把大學生培養成“四有新人”，提高他們的思想政治素質，成為中國特色社會主義事業的建設者和接班人，面臨經濟主體多元化、主體利益多元化和價值觀念多元化的現實環境，能夠堅持自己應有的思想觀念和思維方式。根據系統科學的觀點，我們應該根據目標的實現狀況對于施教方法進行修正，以達到更好的效果，同時更關注整體的協調性，以保證系統整體功能的發展。此外，社會對思想政治教育的作用，要通過系統對社會提供的物質、能量、信息做出合目的的選擇，再內化為自身的結構，及通過結構的改變，進而實現。

4　提供研究思想政治教育系統變革過程的新思維

系統科學把系統存在狀態分為“平衡態”――“非平衡態”――“遠離平衡態”三大類。分類的標準是系統與環境相互作用過程中現有結構的穩定性。普里戈金關于遠離平衡態系統發生、演變的耗散理論具有突出的方法論價值。像對于思想政治教育這樣的復雜系統，非平衡態是常態，演化是絕對的，穩定卻是相對的，要全面認識教育系統及其發展，就一定要研究它的非平衡態與遠離平衡態。

平衡狀態打破、熵的持續增加，使原有系統的一體化能力逐漸削弱，個體呈現越來越大的自由態，進入非平衡態，再向前發

展，就達到遠離平衡態。對于原系統而言，系統不再存在回復到原有狀態的可能，那么這一階段研究的要點就是新系統的形成。

思想政治教育系統本身就是一個復雜開放的系統，作為教育系統的一個組成部分，它的演化是絕對的，穩定是相對的，非平衡態成為一種常態。因此，在對思想政治教育進行研究的時候，可以充分利用這樣一種方法論，把思想政治教育看成是一種無序的，把這樣一種無序當作一種常態，在動態中把握對它的研究，從有序到無序然后再到更高一級的有序，呈現螺旋上升這樣一種形式，在大系統中使它能夠充分的發展。與此同時，新時期的，充斥著多元的價值觀，多元的利益觀等等各種紛繁復雜的因素，在這樣一個時期，更要堅決避免使思想政治教育僵化，靈活應對思想政治教育系統內部、外部因素的變化，及時控制干擾因素，促進新的、積極的因素的發展，最終使得新系統形成。5提供多學科綜合研究復雜對象的方法范式

系統科學研究對象的復雜性，不僅決定了要有思維方式、理論工具的變化，而且創造了新的思維方式和理論工具，此外，還決定了要采用多學科的研究方法，使這些研究方法在服從于對象特征和研究任務的需要中實現綜合。

哲學與科學的統一是系統科學研究體系中最突出的一個方面。系統科學方法論處于哲學與具體科學之間，應該屬于第二層次的地位、具有一般科學方法論的功能。系統科學方法論在整個科學體系中處于重要地位，它是溝通哲學與系統科學的橋梁，它與其他許多學科都有著千絲萬縷的聯系。它可以從具體科學中提煉出一般科學方法，又可以為豐富、發展哲學方法提供素材，但它本身并不是哲學方法。我們既不能用系統科學方法論代替哲學方法論，也不能用哲學方法論代替系統科學方法論，從而抹殺系統科學方法論在方法論中應有地位。恩格斯曾經指出：“隨著自然科學領域中每一個劃時代的發現，唯物主義也必然要改變自己的形式?！毕到y理論的出現為實現這種轉變創造了條件，同時為唯物辯證法的具體化、精確化創造了條件。系統概念與一切哲學范疇一樣具有最廣泛、最深刻、最高度的概括性。

在我國，思想政治教育尤其是思想政治教育更具有階級性，我們的黨是的政黨，對于思想政治教育的研究一定要在唯物主義辯證法的指導之下進行，符合我國的基本國情，根據實際情況進行研究?？鐚W科的比較研究是系統研究方法體系中的另一個重要方面。系統科學也為思想政治教育的研究提供了范例。此外，系統科學還提供了用系統的觀點認識教育的一系列新觀念。

篇4

中醫有“三種源頭”

記者:申漳教授,我國中醫學源遠流長,您能談一下中醫的起源問題嗎?

申漳:中醫的基礎可以追溯到秦漢時期形成的《黃帝內經》、《傷寒雜病論》和《神農本草經》等。關于中醫源頭的探討,其實就是探討以這三部書為代表的中醫是如何形成的。當前主要有三種觀點:

一是流行觀點,以甄志亞主編的高等醫藥院校教材《中國醫學史》為代表。認為中醫藥知識起源于人類的生產和生活實踐;批判中醫起源于動物本能、起源于“圣”、起源于“巫”等說法。稱其“流行”是因為它與“流行”的哲學觀點保持了高度的一致。

二是調和觀點,以李經緯主編的《中國醫學通史》為代表。它是調和流行觀點和其所批判的觀點,像是一個“拼盤”,將中醫學的各種起源之說拼為一體,但對許多尖銳矛盾采取回避態度。

三是存疑觀點,以中國科學院自然科學史研究所廖育群的觀點為代表。他對流行觀點提出了一些疑問,啟迪人們擴展思路,但沒有給出明確、具體的答案。

記者:申漳教授,您是怎么看待我國中醫起源問題的呢?

申漳:我認為中醫至少有三個源頭。第一個源頭是人類“常規”的生產勞動經驗知識,這為人所共識。第二個源頭是中國古代哲學,它在中醫成長過程中起了非常重要的作用。第三個源頭可稱為“另類”的社會實踐所獲得的“另類”知識,這主要指依靠特殊能力或氣功等實踐活動所獲得的知識,如扁鵲非凡的望診能力助其創立脈學;再如李時珍認為,經脈是在氣功態時感知發現的。

記者:中醫和西醫有什么不同?中醫自身有什么特點和不足?

申漳:從源頭來看,原始社會在向文明社會轉變的過程中,其社會形態、哲學理論、思維方法等均發生了顯著的分岔。西方的“主客二分”哲學思想、科學和西醫是一個整體,走的是一條路;中國古代“天人合一”哲學思想、傳統文化和中醫是一個整體,走的是完全不同的另一條路。因此,不能用一個標準來衡量不同道路上兩種醫學的先進或落后。 中醫走的是“辨證”之路;西醫走的是“辨病”之路?！氨孀C”是以“辨關系”為主;“辨病”是以“辨實體”為主?！瓣P系”與“實體”的內涵完全不同。

中醫形成了自身獨特的醫學模式,例如:“天人合一”的生命模型,“和諧”健康觀,“失和”病因觀,“調和”治療觀, “意象思維”的認識方法等,這些都是和西醫截然不同的,顯示出了中醫的特色;但是,中醫也有其歷史局限性,例如:中醫對實體知識認識不足,中醫推理或比類有牽強之處,中醫有些學說實證不足等。

中醫與“系統科學”的相通

記者:申漳教授,您最初是學習理工學科的,曾研究過科技史,后來又潛心鉆研中醫的理論和方法,請您簡單介紹一下中醫和“系統科學”之間的關系。

申漳:“系統科學”可以說是繼相對論、量子力學之后,20世紀的又一次科學革命?！跋到y科學”包括系統論、控制論、信息論、耗散結構理論、混沌學、非線性科學等。“系統科學”方法以整體論為主,以跨學科的橫向比較和模型方法為主。

中醫與“系統科學”有許多相通之處。首先,二者研究對象相通,都以“生成系統”為主要研究對象。其次,研究方法相通,二者都不是以“還原論”為主、而是以“整體論”為主。再次,中醫的望、聞、問、切診斷方法與系統論的“黑箱法”相通。還有,中醫對待疾病的態度與混沌學相通。“混沌”在現代科學中指確定系統的隨機性。中醫將疾病及其發展演化當作人體生命系統的不確定行為,重視初始條件的不同,重視偶然因素的作用,因此與混沌學相通。

“系統科學”的研究對象有簡單系統和復雜系統之分。在簡單系統中,“實體”往往占居突出地位;而在復雜系統中,“關系”是研究的中心。人體是超復雜系統,中醫不是以“實體”為中心,而是以“關系”為中心,調整人體系統中的“不正常關系”,以“恢復正常關系”為目的。針灸與中藥治病的機理是調節人體這個超復雜系統的自組能力,從而恢復生命系統的和諧、有序。

記者:面對人體超復雜系統,“系統科學”是否有其局限性?中醫能否解決“系統科學”解決不了的問題?

申漳:“系統科學”有其局限性,尤其是在它面對生物系統時,常遇到一些難以逾越的障礙,“系統科學”的理論與方法應用于生命系統至今尚未取得舉世公認的偉大成就,而在面對人體超復雜系統時,中醫學能夠超越系統科學的表現有三點,首先,系統科學仍是以“主客二分”哲學思想為指導,無法處理“主客交融”的現象,而中醫學是在“主客合一”,或叫做“天人合一”哲學思想的基礎上發展起來的;其次,“系統科學”乃是以“理性思維”為主導,而中醫學是以理性思維與悟性思維合一的“意象思維”為主導;再次,系統科學的研究對象通常是一般復雜系統,而人體健康與疾病問題是超復雜系統,中醫學的“陰陽五行論”是描述這個超復雜系統的簡化模型,并且已經歷了2000多年的實踐檢驗。

中醫與“關系哲學”的交融

記者:申漳教授,請您介紹一下最新的哲學理論對中醫的解釋。

申漳:中國社會科學院哲學所羅嘉昌教授在長期從事東西方哲學比較研究的基礎上,提出了“關系實在論”,簡稱“關系論”。西醫的哲學基礎是“物質實體論”,而中醫的哲學基礎是“關系論”。

“關系論”有兩個基本概念:關系和關系者。關系是事件或系統內外的秩序或聯系,任何事件或系統都存在于關系之中,沒有孤立的事件或系統。關系者就是事件或系統。系統通常包括實體與關系兩個方面:其中,實體是有形、有質,是“形而下”;關系是無形、無質、不可精確定量,是“形而上”。關系不是關系者的屬性或功能。時間可以理解為古往今來的關系;空間為上下左右的關系;物理場表示相互作用,是關系;除有質量的實體外,能量、信息都可以理解為關系的表現形式。

“關系論”是對中國古代的“天人合一論”、“陰陽論”、“五行論”等哲學思想的高度概括和抽象,或者說是中國古代“主客合一”哲學思想的現代表達方式。《中醫今解與關系醫學》這本書就是將中醫學的“陰陽論”、“五行論”等用現代“關系論”術語、概念來表達和解釋的。

記者:請您具體談一下“關系哲學”與中醫學的交融之處。

申漳:“關系論”在中醫領域有幾點認識,一是“主客合一”,這是對 “主客二分”哲學思想的批判和超越,與中醫的“天人合一論”和“元氣論”同源;二是“關系論”與“實體論”對立互補,也說明了中醫和西醫的對立互補;三是“關系論”作為現代系統科學的哲學基礎,也可以作為現代中醫的哲學基礎;四是“關系論”是中國古代孕育中醫的儒、道等學術文化“不在場”的哲學基礎;五是“關系論”是中醫學的“不在場”的哲學基礎。

中國古代的哲學以“天人合一論”、“元氣論”、“陰陽論”、“五行論”等為代表,這些理論也是中醫的核心基礎理論?！瓣P系論”的正式提出雖然是在20世紀末,但是“關系論”的基本思想、“主客合一”的觀點和方法在中國存在了兩千多年,人們自覺或不自覺地都在運用著“關系論”。

用“關系論”來解析中醫核心理論,既是一種繼承,也是一種發展。中醫學陰陽關系論是哲學陰陽關系論在人體生命、健康、疾病等領域的發展與運用,貫穿于中醫學理、法、方、藥等全過程。首先要明確陰陽關系是客觀、普遍的存在;陰陽關系是人對客觀事物的認識;陰陽關系的劃分具有主觀性、相對性;陰陽關系是“主客合一”的。其次要清楚中醫學陰陽關系論是為解釋、說明生命現象、病理現象而建立的模型理論。其中,對立互補關系是陰陽關系的基石,陰陽對立能揭示矛盾運動,互補能恰當地說明生命的有機性、整體性,也是生命活力的體現,更是信息場保持有序性的表現。

陰陽關系論是中醫之魂,為中醫的核心和統領。中醫的生理核心處處有陰陽關系;中醫的病因、病理也是陰陽關系的“不正?！?中醫診斷核心是辨別陰陽關系;中醫治療是調整失和的陰陽關系?！昂椭C”是陰陽關系的主題,是多種陰陽關系的相互關系。生命這個超復雜系統,可分多個層次,可有千萬種陰陽關系。和諧就是多層次、多種陰陽關系的相互配合、相互協調、相互支持、相互制約等。人自身整體的“和諧”,主要是形、氣、神的陰陽和諧關系,以及人體五臟的陰陽整體平衡及和諧關系,還包括人與自然的陰陽和諧關系。因此“關系論”融匯貫通于中醫的整個核心領域。

篇5

關鍵詞　復雜系統　突現機理　跨學科　計算機模擬

中圖分類號　N941　文獻標識碼　A　文章編號　1000－7326(2011)11－0031－05

20世紀后半葉，在系統運動中興起了一股以復雜性科學為標志的復雜系統突現研究的熱潮?！跋到y運動”這一概念是英國系統科學家切克蘭德(Peter Checkland)于1979年提出的，用以表達自20世紀上半葉以來，系統研究及其實踐、系統理論及其應用、系統科學及其內容結構的運動和發展過程。后來國際上許多知名系統科學家都接受并使用了這一概念。系統運動的發展可以劃分為一般系統理論、自組織理論和復雜性科學三個大的研究階段。20世紀末，隨著復雜性科學、計算機科學、生命科學和認知科學等交叉學科的迅速發展，形成了復雜系統突現研究的熱潮。與經典突現論相比，復雜系統突現研究階段的顯著特點就是突現研究的M路發生了關鍵性的轉變，即以揭示突現機理為核心，以跨學科研究為視野，以計算機模擬為手段。正是這種新的研究M路，使“突現”成為一個科學概念，也使哲學突現論的研究得以復興，成為當代科學哲學、心靈哲學、復雜性科學哲學研究的一個前沿和熱點問題。

一、探尋復雜系統突現的機理

以英國突現主義為標志的經典突現論，其主要局限性在于：只是以一種虔誠的態度靜止地看待具有突現性質的整體與它們組成部分的關系；將突現性質看作是一個永遠不能打開的黑箱，一種不必解釋也不可解釋的現象；對突現采取一種完全經驗主義的、自然崇拜的態度。而復雜性科學正是要克服早期突現論研究的這個局限，揭示突現產生的機制，這是突現研究M路的一個關鍵性轉變。

經過20世紀后半葉系統科學的發展，特別是最近十多年來對混沌、元胞自動機、遺傳算法等的研究。目前對突現問題的探討已經可以而且必須M行問題的轉換了：從突現如何表現轉變為突現何以可能，從研究突現的靜態特征轉變到研究突現的動態過程(dynamic process)。只有分析突現的動力學(dynamics)，即分析突現形成的動態過程和機理，我們才能了解突現的基本特征，從而更準確地定義突現，解釋突現現象。許多系統科學家和復雜性科學家都認識到并強調了這一點。如，美國系統科學家和人工智能專家西蒙在《人工科學――復雜性面面觀》一書中指出，從20世紀中葉以來，人們對復雜性和復雜系統的研究有三次大的興趣波，在目前這一波中，經常與復雜性相聯系的詞語是混沌、自適應系統、遺傳算法和元胞自動機?！澳壳皩碗s性的興趣主要是關注復雜性產生和維持的機制，關注描述分析復雜性的工具”。布魯塞爾自由大學的學者海里津也指出，“迄今為止，對于什么是突現性質的描述或什么是突現存在的條件，都沒有滿意的理論對此加以解釋”。我們需要“從傳統的靜態的觀點，轉換到動態的M化的觀點來看待它，將‘一種突現性質是如何表現的’(How can a property be emergent?)”問題轉換為“一種突現性質是如何產生的(How can a property become emergent?)”問題。以研究復雜性著稱的美國圣菲研究所更是明確地提出：“復雜性，實質上就是一門關于突現的科學。我們面臨的挑戰……就是如何發現突現的基本法則?！彼麄兩踔翆⑼滑F作為圣菲的一個主題和理念。因此，我們只有弄清楚系統突現現象的規律，才能真正了解這些復雜系統。以圣菲研究所為代表的復雜性研究之所以能使突現的研究推M到一個新臺階，M行一種新范式的轉換，正是因為，“復雜性理論能夠M一步對隱藏于突現現象中的有關因素M行發掘研究。這就是說，復雜性理論正在發展一些必要的工具、方法和建構體來促使突現的過程更清晰、更容易讓人理解”。

對于突現性質和突現機制應如何M行動力學的研究，我們認為，需要按系統分類，分析幾種不同復雜系統的類型，結合自組織等復雜系統理論來動態地研究它們相應的突現性質與機制。在《論系統分類新視野》一文中，我們曾提出了一個從一般系統到復雜適應系統的外延上的包含關系的序列：一般系統一開放系統－控制系統－自組織系統－復雜適應系統。對于復雜系統而言。可以根據三類系統(即自組織系統、復雜適應系統和多層級具有中央控制的系統)的突現M行動態機制的概括和研究。例如，復雜系統模式突現的自組織機理，復雜系統的適應性與M化突現機理，復雜系統的多層控制與層級突現機理。

二、跨學科與綜合性研究

跨學科研究之所以可能的依據和思想基礎，是對描述不同對象系統之間的同構性(isomorphisms)的認識。傳統上由于研究主題不同而被人們分割的對象系統之間，存在著同構關系。所謂同構關系，簡言之就是不同的系統之間不僅在元素上，而且在關系或運算法則上存在著一一對應的映射。一旦一種相應的同構性在兩個或更多的領域建立起來，那么，在一個領域中發展起來的理論和方法就很容易應用到相應的其他領域中去。

不同領域中同構性的發現使新的整體思維方式即系統思維應運而生。人們日益發現，系統性類似變得越來越重要，至少是與事物性差異同樣重要。科學中跨學科領域的出現以及對不同學科中同構性的利用，使一些學者意識到，特定的概念、觀念、原理和方法可以被應用于一般意義的系統，而不管它們的學科類別；因而導致了一般系統的概念、一般系統的理論和系統思維的產生?？梢哉f，系統思維和系統科學是跨學科研究的結果，而跨學科研究正是系統科學的基本研究方法之一。

在系統科學研究的早期，許多學者已倡導并實踐著跨學科研究。例如，一般系統論的創始人貝塔朗菲堅持認為，跨學科之間有一種系統同構規律，應該用同構的方法對它M行研究。他的《一般系統論》重點討論了這種同構和類比方法論。維納的控制論就是在生理學與電子學的跨學科研究中提出的。根據維納的記載，從20世紀30年代到1944年為止，美國哈佛醫學院成立了一個持續了十多年的跨學科研究會――科學方法論討論會，參加這個研究會的有數學家、物理學家、電子工程學家、神經生理學家、邏輯學家和分析哲學家，正是他們的共同研究產生了控制論這門學科。

維納等人在創造控制論理論時，于1945年專門寫了《模型在科學中的作用》一文，發表在《科學哲學》雜志上，并與科學哲學家們M行了一場大辯論。他在控制論中使用的方法實際上是功能模擬方法和黑箱方法，并由此發現了控制系統的反饋規律。維納說：“許多年來，羅森勃呂特(醫學)博士和我共同相信，在科學發展上可以得到最大收獲的領域是各種已經建立起來的部門之間的被忽視的無人區。從萊布尼茲以后，似乎再沒有一個人能夠充分地掌握當代的全部知識活動了。從那時候起，科學日 益成為專門的研究者在愈來愈狹窄領域內M行著的事業……今天，沒有幾個學者能夠不加任何限制而自稱為數學家，或者物理學家，或者生物學家?！薄暗娇茖W地圖上的這些空白地區去作適當的查勘工作，只能由這樣一群科學家來擔任，他們每人都是自己領域中的專家，但是每人對他的鄰近的領域都有十分正確和熟練的知識；大家都習于共同工作，互相熟悉對方思想習慣，并且能在同事們還沒有以完整的形式表達出自己的新想法的時候就理解這種新想法的意義。數學家不需要有領導一個生物學實驗的本領，但卻需要有了解一個生理學實驗、批判一個實驗和建議別人去M行一個實驗的本領。生理學家不需要有證明某一個數學定理的本領，但是必須能夠了解數學定理中的生理學意義，能夠告訴數學家他應當去尋找什么東西。”

如前所述，圣菲研究所(SFI)自1984年在美國新墨西哥州成立后，迅速發展成為美國最優秀的五大研究所之一。許多著名科學家，包括一些諾貝爾獎獲得者蓋爾曼(M.Gell-Mann)、阿羅(K.J.Arrow)、安德森(P.W.Anderson)都紛紛投入到SFI的復雜性研究中，極大地推動了復雜性科學的發展。SFI將其宗旨確定為開展跨學科、跨領域的復雜性研究，并以一種機構和機制來保證這種實質性的跨學科研究。圣菲研究所的發起者和第一任所長考恩指出，對復雜系統作完整而準確的描述是整個科學面臨的重大挑戰。復雜性科學是整個科學發展的前沿，而不是哪一門具體科學的前沿。因此，復雜性研究需要不同學科之間的深入對話與合作。考恩是一位具有廣闊視野和遠見卓識的科學家。他曾長期擔任洛斯阿拉莫斯的技術與組織領導工作，具有豐富的理論知識和實踐經驗。當他退休的時候，多年的思考促使他萌發了這樣一個創意：建立一個沖破學科界限的，研究各學科共同關心的，“人類究竟是如何認識和處理復雜性的”這樣一個難題。這個想法的出現不是偶然的，考恩在他幾十年的科學生涯中，深深體會到近代科學中普遍存在的、片面強調還原論思想的弊病，以及由此而來的種種問題，如學科分隔造成的隔閡，綜合的、整體的觀念缺乏，只見樹木不見森林的短視和偏見，在豐富多彩的現實面前的僵化和無能。他認為，這些弊病不僅阻礙了科學的發展，而且往往是人類面臨的許多現實問題難以得到有效解決的原因所在。SFI的這個研究宗旨吸引了一大批富有創新精神的，勇于探索這個新領域的科學家。如經濟學家阿瑟(W.Brain Arthur)，計算機科學家霍蘭，還有以研究“人工生命”聞名的蘭頓(Langton)，從生物醫學領域來的考夫曼等。他們中既有德高望重的諾貝爾獎金得主，也有初出茅廬、血氣方剛的青年學者。他們以復雜性和突現為中心議題，M行著不同學科之間的對話與合作。圣菲研究所成立之初的兩次研討會(1984年10月和11月)的主題就是“突現中的科學綜合”，討論的主要是跨學科的科學大綜合，強調新型科學正在從這種綜合中涌現出來。復雜性科學的跨學科既有在傳統的科學專業之間的綜合，又有科學與哲學的對話和交融?！拔覀儾坏貌惶幚砟切┪覀兩形蠢斫獾臇|西，而這需要有新的思維方式?！闭窃谶@種意義上，哲學將發揮重要的作用，這不是對于科學和技術中所發生的事物提供某種無描述(meta-description)，而是作為科學和技術實踐中的一個整體的組成部分。一些特定的科學哲學的視角會對我們研究復雜系統的M路產生影響。

復雜系統動力學模型的建立需要跨學科的視野和理念。從傳統的科學觀點看，建立模型是為了預測和控制復雜系統的行為。但從更一般的哲學觀點來看，我們希望對復雜系統建模，因為我們希望更好地理解它們。為了給復雜性建模，我們既需要科學的視角，也需要哲學的視角?；籼m在談及突現研究的長期目標時指出，還有“兩個具有哲學和宗教色彩的深奧的科學問題：生命和意識?！备哦灾?，科學沒有哲學是盲目的，哲學沒有科學是無效的。它們之間的合作將使雙方獲益。

三、計算機模擬方法

20世紀80年代和90年代，傳統的模型方法和模擬手段在復雜性研究中獲得了重大的突破。西蒙對復雜性研究與系統方法論的關系作了歷史與發展的考察，清楚地指出：“三次興趣波盡管都留意復雜性問題，但它們選擇了復雜性的不同側面作為特別關注點。一戰后對復雜性的興趣有很強的反還原味道，其關注的主張是，整體超越部分之和。二戰后爆發的興趣波在還原論問題上比較中立，主要關注反饋與自體平衡(自穩)在維持復雜系統方面的作用。目前對復雜性的興趣主要關注產生和維持復雜性的機制，關注描述分析復雜性的分析工具?！薄霸谀壳斑@一波中，經常與復雜性相聯系的詞語是‘混沌’、‘自適應系統’、‘遺傳算法’和‘元胞自動機’。”同時他還說：“對復雜性的第三次，即當前的興趣波，與第二波有許多共同特征。這次興趣波的主要動機是理解與把握世界上的一些大規模系統――例如，環境，我們人類所創造的世界社會，生命體――的日益增長的必要性。但是，如果不提供關于復雜性的新思想方法，則上述動機自身不可能吸引人們長期關注復雜性。超越第二波中涌現的工具的概念，現在已經出現了其他新觀念，同時還跟隨有相關的數學與計算算法?！笨梢姡髅擅翡J地意識到，復雜性研究的新突破必須依靠方法論上的突破，要有能夠描述和揭示“突變”、“混沌”、“自適應系統”等復雜現象的新模型方法和計算機模擬方法。

計算機技術的發展為復雜系統建模開拓了新的可能性。著名學者威弗認為，科學已解決了兩變量的簡單性問題和多變量的非組織性問題，但還沒有觸及處于這兩類問題之間的中間地帶的“組織復雜性”問題。這需要科學的第三次變革，需要計算機等新的研究工具和方法。威弗預言，以計算機為工具的科學家合作團體在20世紀下半葉將為解決生物和社會科學中的組織復雜性問題作出巨大貢獻。正是在先M計算機工具的幫助下，復雜性科學家對具體復雜系統的突現的產生機制M行了深入探索，以強大的計算機為支持的建模技術，允許我們對復雜系統的行為M行模擬。

目前，運用計算機模擬復雜性和研究突現主要有兩種模型：基于規則的模型和關聯論模型。基于規則的模型是探索復雜性模型的經典方法。復雜系統的行為被簡化為能夠正確描述系統的一組規則，問題在于發現那些規則，并且用計算機模擬出這些規則怎樣在迭代運用的過程中突現出各種復雜的模式?；籼m研究的主要是這類基于規則的系統，相信這類系統的突現性可以用科學方法描述。這方面的主要思路是：選擇適當的主體(agents)作為構件(building block)，用計算機程序刻畫少數支配主體相互作用的簡單規則，通過計算機模擬該模型的突現行為，讓宏觀整體行為由下而上、自然而然地突現出來，使研究者能夠直接觀察系統的生成、演化過程，從觀察現象中發現規律，建立復雜系統突現的理論。

基于多主體系統的模擬是計算機模擬發展的一個新階段。它是從個體出發，采取的一種自下而上的研究策略；它從部分到整體的模擬和推理過程實際上是一種綜合方法，具體來說是一種生成論的研究方法。這種方法與傳統的分析方法和集權控制的模擬方法有很大的不同?；诙嘀黧w系統的模擬或建模方 法(multi-agent based modeling)是對復雜系統的動態模型，即基于多主體的模型M行計算或模擬的一種研究方法。作為這種方法的一個實質性核心，基于多主體的模型是為了從整體上評價多個自主主體對系統的影響，而對網絡中自主主體的行為和相互作用M行模擬的一種計算模型。這種模型將博弈論、復雜系統、突現、計算社會學、多主體系統的原理與用來介紹隨機性的演化程序、蒙特卡羅方法結合起來，對同時運行的多個主體M行模擬，以試圖重新建立和預測復雜現象的行為。例如，“元胞自動機”就是一種重要的基于多主體系統的計算機模擬方法。運用元胞自動機對復雜系統的模擬，可以解釋復雜性的許多內在機理，元胞自動機模擬方法已成為研究復雜系統的一種新方法。

圣菲研究所的法默(Farmer)提出了系統突現的“關聯論”(Connectionism)模型。此模型來源于對人腦的模擬，是一個由“連接物”相連的“節點”網絡所代表的互動作用者群。在神經網絡中。節點一關聯物結構是非常明顯的。節點就相當于神經元，而關聯物就相當于連接神經元的突觸。因此，一個相互關聯的神經網絡(能夠被數學地模擬)，在個體神經元的層次上沒有表現出明顯的復雜行為，但神經系統卻能夠完成特殊的復雜任務。網絡節點非常簡單，整體行為幾乎完全就是由節點之間的相互關聯來決定的。用蘭頓的話來說，就是相互關聯中編入了網絡的泛基因型密碼。在這種情況下，力量存在于關聯之中?！吧窠浽被旧弦仓皇情_開閉閉的開關，然而它們卻能僅僅通過相互作用就產生令人吃驚的復雜結果。所以，如果要改善這個系統的表現類型，只需要改變這些節點之間的相互關聯就行了。這給了我們啟示：重要的是加強關聯點的力度(權重)，而不在于加強節點的力度。這便如蘭頓和人工生命科學家所言的，生命的本質在于組織，而不在于分子。這一概念同時也使我們對宇宙中生命和心智從無到有的形成和發展，有了更深刻的了解。

計算機模擬已成為復雜性科學特別是研究復雜系統突現的一種重要方法。自然界和人類社會中的許多突現現象，都可以通過計算機M行模擬與研究。目前，人們對神經網絡、人工生命、生態系統等典型的復雜系統的突現現象M行了模擬研究，對突現現象建立了一些可操作的描述方法，建立了符合現代科學規范的突現機制模型和理論，從而使突現真正成為了一個科學概念。美國里德大學(Reed College)的貝多(Mark Bedau)教授，提出了基于計算機模擬的突現理論，并將其命名為“弱突現”(weak emer-gence)，成為歷時突現的一種獨特類型。他說，“弱突現總可以從微觀現象獲得完整的(com－plete)、準確的(accurate)解釋，至少在理論上是這樣的。這些解釋依賴完整的先前微觀層次的信息，而且要通過爬行因果網絡來M行，很容易看出來，在實踐中，不借助計算機模擬，人們很難理解突現現象是如何從微觀展開的”。計算機模擬為弱突現揭示特定類別的復雜的微觀因果關系網絡如何歷時產生不可預測的宏觀結果提供了認識論工具，它涉及的是復雜的動力學過程，在這樣的過程中生成了特定的全局現象。

篇6

【關鍵詞】復雜科學；系統科學方法；闡釋學；模糊邏輯

被稱為“制高點”、“突破口”的教育技術涵蓋社會、政治、文化、教育、心理和藝術等眾多學科的研究領域，我們必須充分利用科學規律和各種技術，把教育和技術緊密地結合起來，解決教學過程中的實際問題。但只是從應用層面和技術層面發展教育技術是不夠的，必須從系統方法的角度來認識教育技術。只有這樣我們對教育技術的認識才具有高度和深度，才能實實在在地對教育技術的發展進行指導。

一、復雜科學的提出

教育是一種非常復雜的社會現象，它的復雜性不僅體現在教育的主體復雜多樣，系統內

部紛繁變化，還體現在與教育系統息息相關的外部環境的復雜多變上。因此，研究教育有必要從復雜性的視角來審視。復雜科學是國外20世紀80年代提出的研究復雜性和復雜系統的科學。復雜科學包括控制論、信息論、系統論（簡稱“老三論”）和耗散結構論、突變論、協（簡稱“新三論”），以及相變論、混沌論、超循環論等其它新的科學理論。這些理論主要是研究和揭示復雜系統的有關特性，如非線性、混沌、突現、自組織、非還原性等。[1]正是基于對教育系統復雜性的認識，人們提出將復雜科學的原理和方法引入到教育系統的研究中，從復雜性角度來理解教育系統及其復雜性，轉變學習概念，重新設計與復雜性相適應的學習系統，為學生提供從復雜系統中涌現出的新的思維方法，幫助他們提高學習效果，最終達到增強教育系統效能的目的。

物理學中耗散結構理論、協同學提出了解決復雜自然系統的理論、方法，為統一自然系統和社會系統建立系統科學準備了材料。物理學以前討論的系統是可逆的、退化的，牛頓第二定律、熱力學第二定律判定了系統的演化方向和特點。這類自然系統的演化方向與生物界、社會科學中普遍存在的發展、進化等演變現象相矛盾，人們無法用統一的方法來研究自然系統與社會系統。I.Prigogine提出耗散結構理論：開放系統在遠離平衡狀態時，由于同外界進行物質、能量、信息的交換，可以形成某種有序結構。在自然界的物理、化學系統中可以發現存在著與生物學一樣的進化現象，并可以利用耗散結構來統一討論。H.Haken提出協同學，認為復雜系統的相變是子系統之間的關聯、協調作用的結果。我國著名學者錢學森教授在80年代提出了系統科學體系的框架，分析了在不同層次上的學科內容，提出了它們之間的聯系，使系統科學走上了全面發展的新階段。我們從系統科學的角度來討論問題，這就可以站得更高，對問題分析得更深入。對這些復雜系統的分析不僅是對系統理論的應用，同時在研究中所采用的新的方法，所得到的新的結論也會豐富系統理論本身的內容，使系統理論真正成為解決復雜系統演化的理論。[2]

二、系統科學方法指導教育技術，以實現最優化

系統科學理論“老三論”（控制論、信息論、系統論）和“新三論”（耗散結構論、突變

論、協同論）為許多學科包括教育技術學科的研究提供了新的研究思路和研究方法。系統科學的思想觀點和方法對教育技術學學科的形成和發展有著廣泛和深遠的影響，成為教育技術學最重要的理論基礎。系統科學方法具有以下特征：整體性、綜合性、有效性、定量化和最優化。其中最優化體現了系統科學方法解決問題時所要達到的目標，它可以根據需要和可能為系統確定出優化目標，運用新技術手段和處理方法，把整個系統逐級分成不同等級和層次，在動態中協調整體和部分的關系，使部分的功能和目標服從系統總體的最佳目標，以達到總體最優。

教育技術（AECT）94定義：教育技術是為了促進學習，對有關的過程和資源進行設計、開發、利用、管理和評價的理論與實踐?，F代教育技術是以系統方法為核心展開全部教育實踐的，即對學習過程與學習資源進行設計、開發、利用、管理和評價?，F代教育技術的目的是追求教育的最優化。教育最優化是指一定的條件下，在同樣的時間內，使學生學得多些快些好些。最優化標準有兩個：一是最大效果；二是最少時間。用最少時間得到最大效果是教育技術所追求的目標。

如前所述，耗散結構理論認為：任何遠離平衡狀態的開放系統，都能通過與環境進行物質和能量的交換，這時系統可從原有的熵增的狀態，轉變為一種在時空和功能方面的遠離平衡的有序狀態，即形成一種組織化和有序化的耗散結構。孤立的系統只能出現負熵，最終導致有序結構的破壞。[3]目前，中國的應試教育還根深蒂固，必須以和諧的方式從教育系統的外部引入負熵，營造開放的教育環境，促進系統內部長期積累的熵增的逐漸減少，通過系統內部的各要素之間的相互作用，使教育系統從無序向有序進行。教育技術可以實現以上轉變。教育技術具有開放性和旺盛的科學活力，它與全新的認知理念同步發展，并及時把相關科學和高新技術引入到教育系統中，促進人們更新教育觀念，改革教學方法，使教育領域成為培養適應社會的創新人才的基地。

開放是系統減少熵增和內耗的調節劑，開放使系統不斷更新，也使系統獲得良性循環的保證。系統要達到開放必須具備兩個條件：系統內部各要素的相互開放和交流，系統內部和外部的各種影響因素的相互開放和互動。開放的本質是系統吐故納新，教育技術的靈魂是整合，它意味著教育對各個學科的開放，接納和綜合。[3]

教育技術具有開放的顯著特征：（1）開放的教育觀念學會學習是當今教育的主旋律，培養每個公民的信息素養增強了教育技術的開放性，教育技術實現了教育理念的全面開放。（2）開放的教育對象從教育走出校園，面對社會每個公民，面對不同職業，不同年齡的人，可以按學習者的需求，構建教育環境。（3）開放的學習重視學習的過程，從學習方式的單一化向多樣化開放，如集體學習，個別學習，研究性學習，協作學習等。傳統的認知方式是人們長期形成的習慣，而電子學習創造了全新的學習空間和學習模式，激發了認知潛能。（4）開放的學習能力從重知識的獲取能力到處理信息的能力。培養人的信息素養是學習的主要目的，強調個人對信息的獲取、分析、加工、評價、創新的能力。（5）開放的信息資源電子閱覽室、數字圖書館、多媒體教室、視頻會議系統和信息高速公路把全世界的信息資源通過文本、視頻、音頻、動畫、數據等傳播形式呈現在學習者面前，讓學習者能夠隨時隨地獲取信息。

三、闡釋學、模糊邏輯、混沌理論與教學設計

教學系統由學生、教師、教學內容、教學方法和教學媒體構成，教學設計是對教學系統

的優化設計。教育技術的核心問題是教學設計。因此，教學設計應擺在教育技術學研究與實踐的核心位置，這是因為教學設計不僅構成教學開發與應用的前提，更直接影響到開發與應用的質量。人們獲取學習信息或學習資源的手段、環境及學習目的都發生著變化，因此，教學設計處于變化之中。傳統的系統理論研究教學設計具有一些局限性，如教學設計的線性、確定性、封閉性和負反饋性等與當前以人為本的教學實際有一定的距離。[4]20世紀90年代以來闡釋學、模糊邏輯、混沌理論等多種學科領域的研究為教學設計提供了多樣化的視角。

（一）闡釋學與教學設計

闡釋學（Hermeneutics）是一種關于意義、理解和解釋的哲學理論。從廣義來說，它是對于意義的理解和解釋的理論或哲學。闡釋包括兩個基本的意思：一是使隱藏的意義顯現出來，二是使不清楚的意義變得清楚。“闡釋學是一種理解世界的方法。通過闡釋學原理的應用，在解釋者對世界所熟知的意義和世界擁有的某種未知的意義之間架起一道理解的橋梁，縮短二者之間隔閡的距離?！盵4]在闡釋學發展過程中，有關學家研究總結出以下法則和原理：正確理解文本意義的法則。對文本的理解和解釋不僅僅是一個語言的過程，而且是一個創造性的心里過程。（1）歷史性原則——結合作者所處的具體條件理解文本的意義。（2）整體性原則——在一定的語境中理解每個詞語的意義。（3）代入性原則——進入作者創造時的情景，重新體會其原意教學的主要目的就是對所學內容獲得正確的理解，或者幫助學習者對所學內容闡發個性化的意義。根據學習者的理解過程來促進學習者的個性化理解，教學便有“建構”的意義。闡釋學為教學設計思維提供了一種有意義的視角，對教學設計的啟示主要表現在以下方面：（1）沒有學習者的理解活動，理解不可能產生。學習的產生在于學習者能參與到理解的活動之中。闡釋學認為，當理解者與文本以共同的觀點融合在一起時，理解便產生了。（2）背誦不等于理解。以促進理解為目標的教學，應當關注文本創作者和解釋者所處的不同文化或社會情境。文本的理解不是通過文本的背誦而獲得，而是通過解釋者的闡釋。（3）教學不要奢望某種統一的意義理解或學習結果預定。理解并不是一種僵硬的過程，它涉及所處時代的社會和歷史的影響。要從一個群體中期待一種可信的、客觀的學習結果預定，是不可能的。（4）學習是一種個別化的社會性的活動。每個對話/交流都是不同的，忽視這一現象將導致在教學實踐中錯誤地判斷學習者理解了什么，學到了什么。

運用闡釋學原理為教學設計尋求一種解決方案，意味著我們在為學習者深化某一問題的理解尋求方法。教學設計的思維和操作可以沿著以下原則展開：（1）利用理解的空白，促進學習者對學習內容表現他們個人化意義的理解。這種處理理解“空白”的活動，是基于闡釋學的教學設計的主要任務之一。學習者在對待理解“空白”的問題上，要求表現個人化的解釋/意義生成。教學設計就是要為學習者對文本形成個人化的意義創造/組合大量的機會。例如，為學習者提供開放性問題的課堂討論練習，就有利于學習者展現個人化的反應和發展學習者的個人化意義。（2）多數學習者在學習過程中，在理解主題內容時，都會帶著自身的偏見和切身的利益。這就意味著在學習課程內容開始，教師可以通過引發討論的問題，來發展學習者的主觀性意義。（3）為了促進學習者對學習內容的理解，教學應當在“文本創作時代”與“理解者所處時代”之間架起一座溝通之橋。在任何一種學習活動之中，學習者都會把其自身的時代和文化代入其中，對意義的解釋產生影響。

（二）模糊邏輯與教學設計

模糊邏輯（Fuzzylogic）是美國工程師LotfiZadeh（1965）提出的一個概念。模糊邏輯對傳統邏輯提出了嚴峻的挑戰。傳統的邏輯假設是：人的思想是精神的，人們在思維中所用的概念、命題的意義都是精神的，人們在思維中所用的概念、命題的意義都是精確的。它以命題的二值性為基礎，以排中律為基本原則之一。因此，傳統的邏輯所遵循的是二值性原則和排中原則。一個命題或者是真的，或者世界假的，并且一個及其否定必有一真。而模糊邏輯卻與概念、命題意義的不精確性相一致，它推理的結論并不嚴格依據前提。模糊邏輯的出現，為解決復雜性、交叉性的問題開拓了道路。

模糊邏輯對教學設計的啟示表現在以下三個方面：（1）模糊邏輯理論對教學設計中的需求分析和評價具有啟示意義。這些分析在教學系統設計模式中居核心地位。從模糊邏輯理論的角度來看，在理念與行為只常常存在一種或然的、非線性的關系。因此，運用模糊邏輯作為一種分析工具，更能有效地解釋行為。（2）模糊邏輯理論對認識/處理學習者的感知問題更為有效。學習者對自身能力的感知及自信心，與學習者獲得好成績同樣重要。（3）運用模糊邏輯超越決定論的思維和設計方法，在評價“現實生活”的問題方面顯得更為有效。[4]世界并非是黑白兩極的，而是絢麗多彩的。

（三）混沌理論與教學設計

20世紀60年代，誕生于數學與物理學的混沌理論，與相對論、量子理論并譽為20世紀的三大科學革命理論。混沌理論的產生始于量子物理學不滿牛頓機械決定論對物理現象的解釋。牛頓物理學認為宇宙中的每種實踐都是有序的、規則的并可以預測的。量子物理學認為宇宙并非是一個巨大的、事先決定的存在，所有的物理現象都是不可決定的，也是不可預測的。這種非決定論為解釋世界的混沌現象提供了認識/研究途徑。所謂“混沌”，是指非決定論的不可預測性與無序性、復雜性、不平衡性、多樣性、非線性及不穩定性的存在。理解混沌，應當注意兩點：第一，混沌系統中隱藏無序；第二，混沌是存在于無序中的有序模式。理解混沌理論要把握以下三個關鍵概念：

1．對初始條件的敏感依賴性（Sensitivedependenceoninitialconditions）：一個系統中的混沌是指系統內初始條件的小變化會引發后續的大變化。這也常被稱為“蝴蝶效應（ButterflyEffect）”?；煦缦到y對其初始條件的異常敏感性說明，最初狀態的輕微變化導致不成比例的巨大后果。當一個系統的初始條件不清楚或不確定時，我們是不可能預測到會發生什么結果的。

2．分形（Fractals）：分形理論創始人是美籍法國數學家B.Mandebrot.fractal，本意是不規則的、破碎的、分數的。用此來描述自然界中傳統幾何學所不能描述的一大類復雜無規則的幾何對象。例如，彎彎曲曲的海岸線、起伏不平的山脈、令人眼花繚亂的滿天繁星等。它們的特點是極不規則或極不平滑。直觀而粗略地說，這些對象都是分形。分形，意指系統在不同標度下具有自相似性質。由于系統特征具有跨尺度的重復性，所以可產生出具有兩個普通特征：第一，它們自始至終都是不規則的；第二，在不同的尺度上不規則程度卻是一個常量。

3．奇異吸引子（StrangeAttractors）：吸引子是系統被吸引并最終固定于某一狀態的性態。而奇異吸引子則通過誘發系統的活力，使其變為非預設模式，從而創造了不可預測性。

混沌理論對分析學習系統提供了另一種科學視角，對我們在分析教學系統中常用的決定論科學方法提出了質疑。（1）如生物學系統一樣，教學系統也是充滿了混沌。傳統的教學設計原則和假設在兩個方面與混沌理論相抵觸：一是教學系統的決定主義假設；二是學習者和學習過程是可預測的。（2）混沌理論挑戰傳統教學設計中的線性教學程序——設計者或教學者認為只要按照預定的教學程序，對學習者施加干預/影響，就可得到預期的學習結果。但事實上，預成的線性教學設計很容易被教學中的混沌實踐所顛覆，導致教學過程難以預測，難以單靠線性的操作程序來控制教學過程，并得到預期的教學效果。（3）混沌理論認為教學設計必須認真考慮學習過程。學習的信息處理模式通常在本質上把學習描述為一種線性過程（短時記憶——長時記憶——工作記憶——績效）。但是，學習的發生過程是學習者個體差異以一種混沌的形式相互交織在一起，共同發揮作用。（4）走向重視學習者元認知能力的發展。處理教學系統設計/實施混沌理論的最有效方法是：幫助學習者學會反思其學習活動，發展其元認知意識，提高其元認知/反思水平。發展學習者的元認知意識是一種幫助它們處理復雜現實世界問題的方法/途徑。元認知是指關于我們如何人感知、記憶、思考和行動的知識。掌握這些過程并在學習中及時應用，直接影響學習者的學習成效。（5）情感與混沌。在學習中處理混沌現象最有力的促進因素要靠人類的情感。已有的情商研究表明，經常性的情感挫折或情緒波動會影響個體的智力水平，損害/削弱學習者的學習能力。自我意識是情商的關鍵性能力。了解和控制個人的自我意識，對于成功做出決策來說，是至關重要的。

就目前我國教育技術發展情形來看，以上這些研究還未完全體現在教學實踐過程中。但是，積極地吸納各種相關理論的研究成果，適應時展和健全自身發展，卻是新時期教育技術發展的必然趨勢。

參考文獻

[1]王強．中國教育和科研計算機網．/20031029/303496.shtml

[2]姜璐．系統科學之窗．/chistory/xtno3.htm

篇7

1安全系統管理學內涵的建立

1.1 安全系統管理學的定義

安全系統管理學是一門發展中的新興學科，研究安全系統管理學，需要不斷認識、繼承、總結并發展之相關的原理和方法。陳寶智、羅云、田水承等學者研究提出了安全系統、安全系統工程、系統安全管理、安全管理學等基本概念。在此基礎上，結合管理學的內涵，筆者提出安全系統管理學的定義。

安全系統管理學是綜合運用安全科學、系統科學和管理學的原理和規律，研究系統內規劃、組織、協調和控制應進行的全部安全工作，研究系統的風險分析、預測、評價、決策等實施過程，通過風險預控管理,制定消除或控制風險的管理措施，使系統形成有機協調、自我控制的安全管理模式,最終保障系統安全運行的一門綜合性管理學科。安全系統管理學以安全科學、系統科學、管理學等為理論基礎，以安全系統工程、系統工程、系統管理科學的原理和方法為手段，以安全管理為載體，以安全系統為研究對象,通過對系統活動的規劃、組織、協調和控制，依靠科學的風險預控管理方法，合理配置系統中的人、物資、設備、資金、任務和佶息等要素，確保安全系統工程的有效實施，從而保證系統的整體安全。

對這個定義，可從以F幾個方面埋解。

1) 安全系統竹埋學既玷系統科學在安全科學中運用，也是管理學在安全領域中的應用，安全系統tr理學的理論基礎記安全科學、系統科學和管理學。

2) 安全系統管理$追求的足整個系統或系統運行全過程的最佳安全性。

3) 安全系統是安全系統tr理學研究的主要對象。

4) 安全系統竹理學研究的H標是通過系統風險預控管理，實現系統風險控制最優化。安全系統管埋的方法、手段、行埋模式等是安全系統管理學研究的主要內容之一。

5) 安全系統管理學是安全管琍學的具體應用學科。

6) 安全系統管理與安全系統T_程足系統安全的兩個組成部分。安全系統管理學是社會科學中安全管珅學的分支，屬f管理學科。安全系統工程是安全工稈技術科學的學科分支，屬f技術學科。二者都屬于安全科學的范疇。安全系統管理學與安全系統工程的研究都以確保系統安全為最終目的。

1.2 安全系統管理學的應用領域

安全系統管理學是安全管理學的應用分支[W]o按照管理類別，安全管砰學可分為安全系統管理學、安全監察學、工業事故控制學、農業事故控制學、生產安全管埋學、工程公路安全管理學、航海安全管理學、航空安全管理學、作、Ik環境管理學、食品安全管理學、職業衛生管理學等學科分支安全系統管理學是從系統的觀點出發，主要研究對安全系統的管理活動過程,研究安全系統管理的基本原理、方法、技術等問題。安全系統管理學的應用領域如圖1所示。

安全系統足生產系統的組成部分，安全系統管理是企業管理的重要組成部分。安全系統管理學的原理、規律和方法可以運用在企業預防亊故等方面。

一些傳統的安全管理思想認為“安全附屬于生產”，導致尤安全保障下進行生產的情況經常發生。安全系統管理要求從系統的觀點出發，特別強調“系統原理”，要求一切人流、物流、資金流、倍息流等都應符合安全系統的要求。傳統的安全管理方法類型主要為亨后追査型，屬于被動符理型。作為安全系統tr理方法之一的安全管理體系強闊風險預控，通過系統分析、評價、預測等過程，作出預先控制風險的決策。因此，安全系統管理卞是通過管現的手段，合埋配置系統中的人、機、物、環、倍息等要素，基于系統分析、評價等系統工程方法和體系管理手段,實行風險預控，形成系統管琍模式，從而減少或消除系統運行全過程的危險因素，保證系統達到最佳的安全性。

2安全系統管理學的理論基礎分析

安全科學、系統科學和管理學的理論和方法是安全系統管理學發展的理論基礎。

安全科學是研究事物的安全與危險矛盾運動規律的科學。其主要研究內容有:研究事物安全的本質規律，揭示事物安全相對應的客觀因素及轉化條件;研究預測、清除或控制事物安全與危險影響因素及轉化條件的理論與技術;研究安全的思維方法和知識體系。安全科學的研究要體現本質安全、理論性、科學性和交叉性，其目的要體現人、經濟、環境和技術功能的最優化。由此可見,安全科學是安全系統管理學研究的背景，為安全系統管理學的研究提供基本理論。

所謂系統科學,就是把對象作為組織性、復雜性、非線性系統，從整體上進行專門研究，以揭示其運動規律和實際處理這類系統的科學。整體性觀點、有序件觀點和相關性觀點是系統科7的基本觀點。系統科學與系統工程學是軟科學，注重人、信息、社會環境等多方而因素的交叉作用與復雜影響[|2]。系統工程從系統的觀點出發，跨學科地考慮問題，運用丄程的方法去研究和解決各種系統問題。具體地說，就是運用系統分析理論，對系統的規劃、研究、設汁、制造、試驗和使用等各個階段進行有效的組織管埋。因此，系統科學為安全系統符理學的研究提供f指導思想。此外,由于安全系統的特性,系統科7中的一般系統論、信總論、控制論、運籌學、系統工程、突變論等理論將為安全系統tr理學的研究提供方法指導。

管理學以反映管珂客觀規律的管理理論和方法為指守，有一套分析問題和解決問題的科學的方法論。目前管理學中的系統管理學派從系統的觀點研究管埋工作，結合了系統科學與管理學的優點，為安全系統管理學的研究提供r方法論基礎。系統管埋學派研究人員將組織看作由相互依賴的因素（包括個體、群體、態度、動機、正式結構、相互作用、目標、地位和職權)所組成的系統。必須以整個組織系統為研究管理的出發點,綜合運用各個學派的知識，研究一切主要的分系統及其相互關系。因此，管理學研究的符理方法、手段和模式等為安全系統管理學的研究提供了指導。

安全管理繼承和發展了安全科學、系統科學以及管理學的有關原理。安全系統管理學作為其應用分支，可以延用安全管理的基本原理，如系統原理、人本原理、預防原理、強制原理和責任原理。此外，由于安全系統是人-機-環境的系統，安全系統的核心組成是人，安全工作的最軍要目的也是保障人的生命安全。因此，安全系統管理學的研究必須吸收和借鑒行為科學的理論和方法。在安全科學領域，運用行為科學中有關個體行為、群體行為、領導行為和組織行為的理論研究人的行為規律，對激勵安全行為,控制和避免不安全行為，預防事故的發生具有極其重要的作用。安全系統管理學的研究也離不開經濟學、心理學、信息學、工程學等學科的理論支持。安全系統管理學的學科理論基礎如圖2所示。

3安全系統管理學的學科內容研究

3.1安全系統管理學的研究對象

安全系統管理學以安全系統為研究對象，通過管理方法、手段，對系統中的人、物資、設備、資金、任務和信息等要素進行科學有效的協調和配置。

3.2安全系統管理學的研究任務

安全系統管理學的基本任務是運用現代管理科學的理論和原理，揭示系統管理活動的規律，建立系統的安全管理模式。具體地說，安全系統管理學的研究任務主要有以下幾點：

1) 研究符合安全系統的系統管理的本質規律，研究系統中的人流、物流、資金流、信息流對安全工作的影響及其運動規律，為總結系統管理方法、手段提供理論依據。

2) 研究安全系統工稈實施過程即系統分析、評價、決策、控制等過程的管理活動規律，為開發決的實施過程’即系統分析、系統評價、系統預測、系統決策1彳控制等過程，研究其規劃、組織、協調、控制的活動規律。

3) 安全系統管現的實施過程在安全系統管理規律的基礎h,研究系統的風險分析、預測、評價、決策等實施過程

4) 系統管理的方法、手段。研究風險預控管理的方法、手段，主要研究各種安全管理模式和管理體系的建立、運行與保持過程等。

3.3安全系統管理學的研究內容

1) 安全系統的范圍和特性。從系統的觀點，揭示安全系統的范疇，研究安全系統的系統性、開放性、確定性與非確定性、有序與無序性、突變性與畸變性，研究安全系統的靜態特性和動態特性。

2) 安全系統管理的規律。針對安全系統工程

4.安全系統管理學的研究方法

安全系統管理學屬于安全科學的范疇,可以看作是管理學的分支，與安全系統工程同屬于系統安全的兩個重耍組成部分。因此,安全科學、管理學和系統科學的各種方法論是安全系統管理學的方法論基礎。

4.1基于系統科學的方法論

目前，系統工程采用一種“由上而下”、“由總而細”的新方法論。它不著眼于個別單元的性能是否優良,而是要求巧妙地利用單元間或子系統之間的相互配合與聯系，來優化整個系統的性能，以求得整體的最佳方案。系統工程的方法論廣泛適用于科學研究的各個階段和各個環節,貫穿并作用f各種科學研究方法，逐漸形成一些新的專門方法和技術。

4.1.1霍爾的“三維結構體系”

美國學者霍爾1969年提出的系統工程“三維結構體系”，為系統工程提供了一種立體思維方法。其特點是強調明確目標，認為對仟何現實問題都必須而且可能弄清其需求，其核心內容是最優化，其三維分別是時間維、邏輯維、知識維,如圖4所示。其中邏輯維足解決問題的思維過程，是系統開發時所所經歷的1:作程序體系,這一過程分為7個步驟。時間維是系統從計劃到使用、更新的全過程按時間順序的工作階段，共分為7個階段。知識維是在系統分析、綜合、優化、實施等過程中所需要的基礎和專業知識，除系統工程基礎埋論之外，還耑要用到社會科學、法律、醫學、人機工程學等。

由“三維結構體系”可以看出,系統工程嫌論既把對象作為一個整體，又把每個研究過程看作一個整體，如時間維中規劃階段需采用邏輯的思考過程,從整個時間階段來看也需要采用邏輯維的步驟，這就是系統工程方法論的基本指導思想。

根據安全系統管理學的研究內容,針對安全系統工程的實施過程，從三維結構中的邏輯維、時間維和知識維，應用管埋學的基本原理，對系統的規劃、組織、協調、控制等活動進行管理。安全系統管理模式是安全系統管理學研究的主要管理手段之一，其建立、運行等過程的研究應從知識維、邏輯維和時間維等方面綜合考慮。

4.1.2 物理-事理-人理(WSR)系統方法論

物理-事理-人理(WSR)系統方法論是物理、事理和人理三者如何巧妙配置有效利用以解決管理問題的一種新型系統方法論，如圖5所示。其中“物埋”是指那些或通過定量分析’或經嚴密邏輯推理，或經精確科學實驗而證明為正確的研究成果就是科學知識?！笆吕怼笔侵赣靡越鉀Q實際問題的技術方法?！叭死怼钡膬热莅ㄈ藗兘Y合心理學、行為科學和社會科學等研究如何有效發揮人的創造性、能動性，如何利用人的理性思維的定性、連續、多層次、全方位的綜合和已有的“物理”、“事理”去組織最佳的集成動態實踐活動以產生最大的綜合效益等工作內容。

在安全系統管理學的研究中,可綜合運用科學技術知識、社會科學知識、決策管理知識和系統內有關人員以汁算機和專家系統為中介有機結合起來，實現系統科學的總體分析、總體規劃、總體設計和總體協調，以求解決各種問題。

4.2基于安全科學和管理學的方法論基礎4.2.1比較安全學

安全科學方法學是以安全為著眼點，以人們認識世界、改造世界所應用的方式、手段和遵循的途徑作為研究對象，是既分別研究各種安全科學方法的內容、特點、作用及其合理性,又從整體上研究這些方法的相互聯系和相互滲透,概括出它們之間存在的規律的一門科學。中南大學吳超教授提出將比較研究方法應用于安全科學領域，由此產生了比較安全學。比較安全學是從人體免受外界因素危害的角度出發，并以在生產、生活、生存過程中創造保障人體健康條件為著眼點，通過對安全體系中彼此有某種聯系的不間時空的事、物、環境、人的行為、社會文化、知識等進行對照，從而揭示它們的共同點和差異點并提供借鑒和相互滲透的一種安全科學方法，也是人類認識客觀事物最原始、最基本的方法。

比較管理學是主要運用比較方法對各種管理殫論和管理實踐進行研究的學科。從各國之間企業管現的宏觀比較到一M內各類企業的微觀比較，從管理實踐的比較到管理理論的比較,從企業管理要素的比較到企業管現方法的比較，等等,都納人了比較管邦學的研究范圍。比較管理學的主要研究方法就是比較的方法。

安全系統管理學是一門交叉學科，以比較安全學為方法論基礎，m比較管埋學的研究方法,有助于更加深刻的認識安全系統竹理學的學科本質，通過比較的方法開展研究,從而提出更加適用的珅論。

4.2.2 比較方法簡介

比較力法，是人們在認識世界和改造壯界的過程中，根據-定的規則,把彼此有某種內在聯系的兩個或兩類以t的事物加以對比，以辨明其異同和特點、把握其本質和規律的科學方法。從比較學體系所提供的比較應用方法來看，比較方法（手段）種類繁多。在滿足比較條件的基礎l:J、V:用比較法研究安全系統管理學,在安全系統管理的膠理和規律、管理方法、手段以及安全管理模式等方面可以開展以下比較研究：

1) 從比較的方向看，吋以開展橫向比較、縱向比較和斜向比較。橫向比較，足對同-時期不同國家的企業安全系統管理理論與實踐的比較,從中揭示各國企業安仝系統竹理的異同;縱向比較，是對同一國家不同發展階段的企業安全系統竹埋的比較，從而把握企業安全系統管理發展變化的規律性斜向比較，足對+同閏家不同時期的企業安全系統管理比較。

2) 從比較的聯系看，可開展平行比較和影響比較。平行比較，即對兩個或多個互無影響的國家的企業安全系統管理進行比較研究。影響比較，即對兩個或多個在社會、經濟、文化、技術、管理等方而相互影響的國家的企業安全管理，以研究管理移植的方式、途牦和有效性。

3) 從比較的范圍看,可開展國際比較和閏內比較。

4) 從比較的角度看，可開展綜合比較和專題比較。

5) 從比較的內容看，可開展安全系統管理理論的比較和安全系統管理實踐的比較。

以上各種類型的比較相互聯系，吋交叉進行，從而能夠進行全方位、多角度的綜合比較。

4.2.3 安全系統管理學研究的具體方法

1)觀察、總結的方法。按照理論聯系實踐的要求,研究安全系統管珅.學必須掌捤觀察管理實踐、總結管理經驗，并進行提煉概括,使其上升為理論的方法。

2) 比較研究的方法。有比較才會有鑒別。當代批界各國都十分軍視管理和管理的研究，各自形成了帶有特色的系統管理科學。借鑒、應用他國的安全系統竹理殫論和方法以及管理模式等，不能簡單地照搬。通過比較分析，分辨出吋為借鑒的東西和不可借鑒的東西，真止做到博采眾長，豐富安全系統符埋學的內容。

3) 歷史研究的方法。歷史研究方法就是運用有關安全系統竹埋理論與實踐的歷史文獻，考察管理的起源、歷史演變、電要管理思想家的理論、重要的管現案例，通過比較選擇，從屮找出規律性的東西,尋求從有審要意義的管理原則、方式和方法。

4) 案例分析法。案例分析法是指在研究管理學的過程屮，通過對典型的符理案例進行分析、討論,從中總結出管理的經驗、方法和原則，加強對管琍理論的押解勻方法的運用。通過分析其他企業的安全系統管理模式或體系，總結各種安全管理體系的特點、適用范M、運行過程存在的問題等,從而建立有效的安全系統管鉀模式。

5) 試驗研究法。試驗研究的方法是指在設定的環境條件下認真觀察研究對象的行為特征，并有計劃地變動實驗條件，反復考察管理對象的行為特征，從而揭示管碑的規律、原則和汔術的方法。

5安全系統管理學與其他相關學科的關系

5.1 安全系統管理學與安全科學的關系

安全科學是研究安全本質及其運動規律的科學，安全科學是以人們在生活、生產、生存領域的安全問題為研究對象;研究具有復雜的、巨系統特點的安全系統的結構，研究其如何由安全態通過突變、勢壘躍遷轉化為另一個安全態，研究消除或控制危害因素的理論和技術，研究如何控制和回避風險，研究安全觀念和思維知識體系的一門交叉學科[~。安全科學目前在工程領域內的應用已非常普遍,相應地在工程技術層次上的內容也十分豐富，但在基礎理論和技術科學H次上還比較薄弱。安全系統管理學作為一門交叉性的學科的作用城得越來越重要,安全系統管理學的主要作用是為安全科學的理論研究和工程實踐中涉及管理缺陷、管理失誤的預防提供宏觀上的指導，它在安全科學的發展過程中具有十分重要的地位。

5.2 安全系統管理學與管理學的關系

馬克思曾經說過，凡是組織多人在一起協同勞動的地方，都必須有管理，并且組織規模越大，人員越多，管理越復雜。安全系統管理也是如此。在當代科學技術H益發展的條件下，人們對管理貫要性的認識越來越深刻。管理有它的基本概念、原則、方法和藝術，但這種埋論、原則、方法，必須結合企業的實際情況來運用。同時，管理還要受不同社會、政治、經濟、文化環境以及各種復雜的傳統人文關系的影響。管理學提出的這些理論，是研究安全系統管理學不p丨忽略的知識。

安全系統符理學是管理學的重要應用分支。安全系統ff理學不何要應用管理學的研究成果為其服務，同時安全系統脊理學還豐富了管理學的內容,擴大了其內涵。因此，安全系統管理學和管殫學是相互交叉和兼容的關系，前者是后者在安全中疢用而發展起來的應用性學科。

5.3 安全系統管理學與安全管理學的關系

安全管理學足研究人與人關系以及研究人和自然關系的科學。具體地說，就是研究勞動生產過程中的不安全、不衛生因素與勞動生產之間的矛盾及其對立統一的規律;研究勞動生產過程中從、Ik人員與生產工具、機器設備和上作環境等方向的矛盾及其對立統一的規律。根據安全管理的職能看,其管理的內容同其他安全學科一樣，即對人的管理和對組織與技術的管理。安全系統管理學是安全管理學的重要組成部分。安全系統管理學側韋對系統的管理研究，注重贊理活動的過程，涉及到影響管理過程的安全系統的各個因素，包括人的因素。

安全管理學是安全科學技術學科中甫要的二級學科,安全系統管理學是安全管理學的應用分支，安全系統管理學屬于安全科學研究的范疇。安全系統管理學的研究可以;、V:用安全管理學有關安全管理規律和原理的研究成果。

5.4 安全系統管理學與系統科學的關系

系統科學及系統工程以系統為研究對象，復雜系統及其開發、運行、革新是系統T；程學研究的基本問題。系統工程學采用復雜科學方法，注電定性與定量、微觀與宏觀、還原論與整體論、科學推理與哲學思辨等有機結合，能夠有效解決復雜系統問題。安全系統管理學研究的安全系統，是一個巨復雜系統,因而系統1：程學為安全系統管理學的研究提供了指導思想和基本研究方法。

5.5安全系統管理學與安全系統工程學的關系

安全系統工程是系統工程在安全領域中的應用。安全系統工程是運用系統論的觀點和方法，結合工程學原現和有關專業知識來研究生產安全管埋和丁程的新學科，是系統丄程學在安全丄程學中的運用，其埋論基礎是安全科學和系統科學。安全系統管理學是運用系統科學的原理,選擇合適的危險分析和風險評價方法，確定分析的對象和分析深人的程度,并根據安全系統丄程分析評價的結果作出決策，要求安全系統丄程對危險進行相應的消除和控制，其理論基礎是安全科學、系統科學和管理學。安全系統工程和安全系統管理學足系統安全的兩個組成部分，一個是T.程學科，一個是符理學科。因而，要想使系統達到最佳安全性，二者缺一不可，而且還應有機地結合在一起。

6結論

安全系統管理學是基f安全管理7的研究提出的分支學科。同時，安全系統管珅.學是系統安全發展的耑要，隨若安全系統T程學的逐步完善,對安全系統管理的需求也H漸顯現。作為安全竹埋學的組成部分,安全系統管理丨以進一步充實安全管理學的基本理論。通過借鑒系統科學、管理學等的知識體系,探索安全系統管理學的定義、研究對象、研究內容、學科基礎和研究方法等，構建安全系統符理學的理論框架。其主要有以下幾點結論：

1) 安全系統管理學的研究可以從安全學科的屬性出發，從安全社會學的特點出發，以安全管理學為前提進行研究。

2) 安全系統管理學是安全管理學的一門應用學科,同時，安全系統管埋與安全系統丄稈是系統安全的兩個重要組成部分，可借鑒系統科學的原理和方法，研究安全系統的范疇和特性。

3) 安全系統管理學以安全系統為研究對象,研究安全系統工程實施過程及系統分析、系統評價、系統決策等活動的規劃、組織、協調和控制過程和規律。研究安全系統管理的方法、技術和手段，為系統管理提供指導。

4) 由于安全系統具有非線性、模糊性、突變與畸變性等復雜特性，除管理學、經濟學、心理學等學科之外，系統科學中的系統工程學、控制論、信息論、運籌學等都是安全系統管理學的學科理論基礎。

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1. 培養學生的抽象思維能力

由于“結構的重要性”，必須要求有一套與之相適應的教材。目前，在物理教學大綱規定的范圍內，可以對現行物理教材進行一番加工改造，突出結構，強調對抽象思維能力的培養。

1.1建立高中物理的整體的知識和邏輯的結構和系統

同時建立各部分（力學、熱學和分子物理學、電磁學、光學、原子物理等）的子結構和子系統；以及各章、節的結構。并與學生的認知過程相適應。

1.2培養和提高學生抽象思維能力

大家都知道，隨著實驗研究對象遠離人們直觀經驗的領域，特別是現代物理學實驗的發展，使人們愈來愈認識到實驗與觀察依賴于理論，實驗所獲得的認識實際上受制于儀器和實驗設計中所包含的假設，是不可能擺脫理性思維的指導的。尤其是高中物理。由于實驗設備的限制，學生又沒有誤差理論的系統知識，往往對于實驗原理、實驗得到的數值（哪怕是不準的）都抱著輕視的態度，而集注意力于操作上，這對于培養和提高學生抽象思維能力是不利的。為此，高中物理實驗的重點，應放在實驗的設計思想，儀器的原理以及在中學儀器條件下對實驗數據的認識和處理上，而不應僅僅停留在操作和觀察上。

1.3有意識的多加指導和訓練

教學中最重要的任務是概念的形成和問題的解決。概念不僅是學科結構的最基本的要素，是“框架”的“交結點”，而且是思維的“細胞”。而問題的解決，即應用，正是結構中各部分之間聯系的建立以及結構的發展所必需經過的階段。這也就是思維的過程。統計表明，僅就中學生而言，掌握歸納推理的水平略優于掌握演繹推理的水平。實踐中，我們也常常發現就多數學生而言，從自然現象和實驗歸納出概念和規律，學生掌握較好，而運用概念和規律去解決問題則困難較大。這是由于演繹推理較之歸納推理可以通過更多種形式來表現，掌握起來也復雜些，因此，就需要有意識的多加指導和訓練。按照提高抽象邏輯思維能力的要求編寫例題和習題，并加以適合的配量。這與“題海戰術”是有本質區別的。當前，好的例題和習題（指符合我們這種要求的）不是太多而是太少了。

1.4培養學生抽象思維能力

大家知道，從物理學發展史來看，“結構”是隨著物理思想和對物理概念的理解更加深化而發展的，不是一成不變的。適當地、完整地圍繞某一部分物理知識（如力學）介紹這種發展，較之分散地介紹某一部分歷史事實，更有利于學生思維的發展。

2. 面對大多數學生進行課堂教學

一是從有利于提高學生抽象邏輯思維能力出發，增強學習的目的性、方向性，應該讓學生知道學習過程、思維過程、思維的形式和方法，以調動其自覺、主動性。只有自覺地遵循思維規律來進行思維，才能使概念明確、判斷恰當、推理合理、論證得法，具有抽象邏輯性，培養出深刻性的思維品質。這是一切思維品質的基礎。二是按現代認知心理學的觀點，學生在學校的學習的實質就是前述認知結構的“同化”和“順應”的過程。學習的類型主要是“意義學習”，即在良好的教學條件下，學生理解符號所代表的知識，并能融會貫通，發展了智力，提高了能力。其實質是符號所代表的新知識與學生的認知結構建立了非人為的實質性聯系。這是最有價值的學習。學習進行的方式主要是“接受學習”，即要學習的全部內容都是以定論的形式呈獻給學生，然后讓學生加以“內化”（即與原有知識有機結合），大量的知識和材料都要靠此獲得。三是因材施教，開展課外活動，培養一些優秀學生。便他們不受思維定式的約束。大力培養他們的直覺思維和創造性思維。直覺思維是創造性思維的基礎。強調直覺思維是愛因斯坦科學觀的一個重要特征。他說：“物理學家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律，由此世界體系就能用單純的演繹法建立起來。要得到這些定律，并沒有邏輯的道路：只有通過那以對經驗共鳴的理解為依據的直覺，才能得到這些定律?！碧剿骶偷糜弥庇X思維：整體的、跳躍的、猜測的，以知識結構為根據的直接而迅速的認識。同時，我們對于學習物理有困難的學生，則應加強課外輔導，消除他們心理上，思維上的障礙，以適應面對大多數學生進行的課堂教學。

3.教學過程的控制和評價

3.1教學過程離不開信息的傳遞，因此也是可以量化的

現代系統科學據現代認知心理學的“產生式”理論，從信息加工的角度，把人的短時記憶的最小單位定為“組塊”，多大是一個組塊，不是固定不變的。一個數字、字、詞、符號、成語、短語等都可以是一個組塊。它的存貯時間需要0.5秒，而轉化為長時記憶至少需8秒。掌握物理學科，首先要懂得物理語言，大腦中要有一套物理符號系統。即在長時記憶中要存貯一定數量的組塊（信息）。僅有組塊還不夠，還必須把組塊組成若干程序，形成產生式系統。一個產生式包括兩部分：條件和動作。一定條件做出一定動作就是一個產生式。如：一個公式，一個定理就是一個產生式。組塊必須按產生式組合才有意義，二者不可截然分開。普通教科書一章所傳授的知識約有十幾個產生式。掌握一間課程等于掌握幾百個產生式。而獲得物理學科那樣的專業能力，就得掌握幾千或幾萬個產生式。從時間上講，一天學習5小時，1小時可以學習4―20組塊，1個產生式。這就是相當于一課時的信息量。依此類推。如果能仔細地將高中物理教材中必須掌握的組塊和產生式統計出來，實行控制是有可能的。

3.2教學方法

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關鍵詞　分形理論　分維數　綜述

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A

數學，特別是幾何，是有效刻畫自然界的一種有力工具，人們從現實生活中抽象出點、線、面等基本的幾何概念，并努力用這種很規則的幾何概念去描述和理解自然摘　要　分形理論與混沌論、孤子理論(Fractal、Chaos、Soliton)作為現今非線性三大前沿理論，已經成為系統科學研究中一個非常活躍的領域。它所揭示的復雜系統的標度不變性、自相似性，分維數等全新的系統特性和概念，對現代科學和哲學都產生了深刻的影響。由于它能從更高的層次和新的角度把自然界、社會及思維領域中一系列復雜的關系有機地結合起來，因此被迅速地應用于社會科學和自然科學的相關研究中，取得了很有意義的結果。本文重點討論了分形理論的產生和發展過程。

關鍵詞　分形理論　分維數　綜述現象。事實上關于自然現象無論是小到晶體的結構還是大到宇宙星系分布，人類早就了解到它們都是十分復雜和不規則的。可以說復雜的不規則圖形才是自然界的本質，規則圖形不過是對自然界的理想和簡化描述。針對這種復雜性和不規則性，歐幾里德幾何以及微分幾何都顯得束手無策，而分形理論的產生，為客觀描述和解釋真實世界提供了新的方法和思路。它從另一端對傳統科學提出了挑戰，同時又給傳統科學提供了補充和啟示，因此迅速發展并在自然科學、社會科學、思維科學等各個領域獲得了有效的應用。

1 分形理論發展簡介

第一階段，1875-1925年。在這個階段研究者已經認識到幾類典型的分形集，并且對此類集合與經典集合的差別進行了描述、分類。K.Weierstrass在1872年發展了一種處處連續但處處不可微的函數。同年，Cantor發展了現在cantor三分集。 隨后的1890年，Peano構造出了Peano曲線。1904年，H．Vonkoch構造了一種雪花狀的科赫曲線，封閉曲線的長度趨于無窮大，但其所圍成的面積卻是一個定值，其極限曲線雖處處連續，卻處處不可導。1913年，Perrin研究了布朗運動的軌跡圖，指出布朗運動作為運動曲線不具有導數。為了測量復雜的長度、面積等基本概念的集合，1901年，Minkowski引入了閔可夫斯基容度。1919年，F·Hausdorff開始了奇異集合性質與量的研究，并提出分數維的概念，引入了豪斯道夫測度和豪斯道夫維數，這些實際上指出測量一個幾何對象必須依賴測量方式及測量所采取的尺度。

第二階段，1926-1975年。這個階段人們在分形集的性質、維數理論等研究方面都取得積極成果。1928年，Bouligand發現了布利干維數。1932年，Pontrjagin與Schnirelman發現了覆蓋維數。1934年，Besicovitch深刻揭示了豪斯道夫測度的性質和奇異集的分數維，產生了豪斯道夫一貝塞考維奇維數概念。 1959年，Kolmogorov與V.Tikhomirov引入體維數。此時，在法國以Salem與Kahane為代表的學派從稀薄集的研究切入，對各種類型的康托爾集及稀薄集作了系統的研究，使用了相應的理論方法和技巧，并在調和分析理論中得到了重要應用。盡管此階段的分形研究成果頗豐，但絕大部分局限于純數學理論的研究，而沒有與其它學科發生聯系。在這種情況下，分形理論進入其第三個發展階段。

第三階段，1975年至今。此階段是分形幾何在各個領域的應用取得全面發展，并形成獨立學科的階段。20世紀60年代以來，曼德爾布羅特系統、創造性地研究了諸如海岸線的結構等典型幾何性質的自然界分形現象，取得了一系列成就。1967年他發表了著名的《英國的海岸線有多長》的論文，在論文中首次闡明了關于分形的思想，并于1973年在法國Academie Francaise講學時指出客觀世界中那些極不規則的構型可以用分形幾何處理，并于1975年提出“fractal”的概念，其分形思想漸趨明朗， 隨后出版的《分形：形、機遇與維數》、《自然界的分形幾何》兩本專著中，他系統地闡述了分形幾何的內容、思想、意義和方法，他繼承了利用測度理論來定義各種幾何體的空間維數的思想，并在此基礎上將它發展為“分形幾何”。這兩部著作也成為分形幾何作為一個獨立的學科正式誕生的標志。如今，分形理論的概念已擴展到了在結構、功能、信息、時間等具有自相似性質的廣義分形，遠遠超越最初所指的形態上具有自相似性質的幾何對象的狹義分形，同時分形理論與許多領域相結合，產生了如分形物理學、分形生物學、分形結構地質學、分形經濟學、分形人口學、計算機分形學、分形圖像處理技術、分形噪音理論、分形函數論、分形藝術等新的理論、方法、技術和學科。

2 分型理論研究的意義

作為現代數學的一個重要分支，分形理論本質上是一種新的世界觀和方法論。它承認局部的結構、形態、功能、時間、能量、信息等性質可在一定條件和過程中表現出與整體的相似性，同時該理論認為空間維數的變化既可以離散也可以連續，這極大地拓展了數學研究的視野，當前分形理論的研究主要分三種類型：第一，基礎研究。集中在分形維數的性質與估計、分形集的交與積、分形集的局部結構、隨機分形理論等方面；第二，實際應用研究。集中于其在生命科學、社會科學、化學、物理學、藝術、地震學等多個方面的應用研究；第三，分形圖形的生成方法研究。也正是因為分形理論與自組織理論、混沌理論密切相關，并與混沌理論及孤立子理論被人們稱為現代非線性科學的三大前沿。以至于，美國物理學家J·A·Wheeler說“可以相信，明天誰不熟悉分形，誰就不能被認為是科學上的文化人。”雖然“分形”研究已經進入深入攻堅與廣泛應用的階段，但是在分形定義和計算方面任然存在缺陷和分歧，有待深入研究。

綜上所述，分形理論作為當代非線性研究三大前沿之一，雖然其應用的工具性和系統系有待增強，但其新穎的世界觀和方法論在自然科學和社會科學研究領域發揮了非常重要的作用，取得了非常有意義的結果。隨著分形理論各項研究的進一步發展，其必然在科學研究和社會實踐過程中發揮更顯著的作用。

參考文獻

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1、有意記憶：有明確記憶目的并采取相應記憶方法和努力的記憶。學生學習科學知識時，有意識地識記和保持所學的內容，通過背誦、練習有關的概念、公式等，在應用或考試時有意識地把它們再現出來，以解決當前的問題，這就是有意記憶。它是人獲得系統科學知識、完成特定任務和積累個體經驗的主要記憶形式。

2、無意記憶：無意記憶是沒有預定目的，也不采用專門的方法，自然而然發生的記憶。對有趣的故事、書刊、影視內容等都可輕松地記住，這類現象就屬于無意記憶。人們大量的生活經驗、行為方式都是通過這類記憶積累的，它在人適

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